在SMP系统中，如果仅仅是需要串行地增加一个变量的值，那么使用原子操作的函数（API）就可以了。但现实中更多的场景并不会那么简单，比如需要将一个结构体A中的数据提取出来，然后格式化、解析，再添加到另一个结构体B中，这整个的过程都要求是「原子的」，也就是完成之前，不允许其他的代码来读/写这两个结构体中的任何一个。
原子操作 通常我们代码中的a = a + 1这样的一行语句，翻译成汇编后蕴含着3条指令: ldr x0, &a add x0,x0,#1 str x0,&a 即 (1)从内存中读取a变量到X0寄存器 (2)X0寄存器加1 (3)将X0写入到内存a中 既然是3条指令，那么就有可能并发，也就意味着返回的结果可能不是预期的。 然后在linux kernel的操作系统中，提供访问原子变量的函数，用来解决上述问题。其中部分原子操作的API如下： atomic_read atomic_add_return(i,v) a
Ingo Molnar 的实时补丁是完全开源的，它采用的实时实现技术完全类似于Timesys Linux，而且中断线程化的代码是基于TimeSys Linux的中断线程化代码的。这些实时实现技术包括：中断线程化（包括IRQ和softirq）、用Mutex取代spinlock、优先级继承和死锁检测、等待队列优先级化等。
上面是do_raw_spin_lock函数调用，如果开启CONFIG_DEBUG_SPINLOCK配置项的话，就会进入到debug_spin_lock_before函数中。
自旋锁与互斥锁类似，但是自旋锁不会引起调用者睡眠。如果自旋锁被其他执行单元保持，则调用者会一直循环等待保持者释放锁。
所谓实时，就是一个特定任务的执行时间必须是确定的，可预测的，并且在任何情况下都能保证任务的时限（最大执行时间限制）。实时又分软实时和硬实时，所谓软实时，就是对任务执行时限的要求不那么严苛，即使在一些情况下不能满足时限要求，也不会对系统本身产生致命影响，例如，媒体播放系统就是软实时的，它需要系统能够在1秒钟播放24帧，但是即使在一些严重负载的情况下不能在1秒钟内处理24帧，也是可以接受的。所谓硬实时，就是对任务的执行时限的要求非常严格，无论在什么情况下，任务的执行实现必须得到绝对保证，否则将产生灾难性后果，例如，飞行器自动驾驶和导航系统就是硬实时的，它必须要求系统能在限定的时限内完成特定的任务，否则将导致重大事故，如碰撞或爆炸等。
在内核中有双向链表。 那么也有线程操作。 我们有没有想过，如果在多线程的环境下如何保证双向链表操作数据是安全的那？
今天把这两个锁的内核实现源码重新捋了一遍，基于liunx2,6.0，直接粘注释版: 核心文件，x86下实现的spinlock
使用最广泛的同步技术就是加锁。对于锁概念，我相信大家已经不陌生了，不论是实时嵌入式系统还是服务器上的操作系统，都使用了这个概念。所以对于锁的理解就不再赘述了。
对于许多编程语言默认提供的锁，加锁、放锁需要手动进行。手动加锁可以理解（这不废话嘛），但是，手动放锁的时机，总是难以控制。比如：在临界区内，执行过程中，如果程序出错了，在异常处理的过程中，忘记放锁，那么就会造成其他进程无法获得这个锁。传统的做法就是，人工寻找所有可能的异常处理路径，添加放锁的代码。这样做的话，能解决问题，但非常的繁琐，尤其是有多个锁的时候，更加如此。
自旋锁(Spinlock)是一种广泛运用的底层同步机制。自旋锁是一个互斥设备，它只有两个值：“锁定”和“解锁”。它通常实现为某个整数值中的某个位。希望获得某个特定锁得代码测试相关的位。如果锁可用，则“锁定”被设置，而代码继续进入临界区；相反，如果锁被其他人获得，则代码进入忙循环（而不是休眠，这也是自旋锁和一般锁的区别）并重复检查这个锁，直到该锁可用为止，这就是自旋的过程。“测试并设置位”的操作必须是原子的，这样，即使多个线程在给定时间自旋，也只有一个线程可获得该锁。
自旋锁不管是内核编程，还是应用层编程都会用到；自旋锁和互斥量类似，它不是通过休眠使进程阻塞，而是在获取锁之前一直处于忙等（也就叫自旋）状态。
mutex即互斥，用于控制多线程间同步、互斥访问资源。 相关的结构体。 /* Mutexes (not abstract because of PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER). */ typedef struct { // 自旋锁 int m_spinlock; /* Spin lock to guarantee mutual exclusion. */ // 用于递归加锁，即某个线程多次获取了该互斥变量。m_count记录了次数 int m_count; /
join.c文件一共有三个函数，下面我们一个个看一下。 1 pthread_exit // 线程退出 void pthread_exit(void * retval) { // 获取当前线程的结构
原子变量适用在多核之间多单一共享变量进行互斥访问，如果要保护多个变量，并且这些变量之间有逻辑关系时，原子变量就不适用了。例如：常见的双向链表。假设有三个链表节点Ａ、Ｂ、Ｃ。需要将节点Ｂ插入节点Ａ、Ｃ之间。如果ＣＰＵ Ａ刚好将Ａ节点的后向指针指向Ｂ，但是还没有将Ｂ的后向指针指向Ｃ。此时ＣＰＵ Ｂ要遍历链表，这将会一个灾难性的后果。
前面我们学习了很多用于线程管理的 类型，也学习了多种线程同步的使用方法，这一篇主要讲述线程等待相关的内容。
2018-01-14 12:46
对于基础类型操作，使用原子变量就可以做到线程安全，那原子操作是如何保证线程安全的呢？linux中的原子变量如下：
1，查看dmesg日志可以看到node在重启前确实出现频繁的cgroup oom：
Proper locking can be tough—real tough. Improper locking can result in random crashes and other oddities. Poorly designed locking can result in code that is hard to read, performs poorly and makes your fellow kernel developers cringe. In this article, I explain why kernel code requires locking, provide general rules for proper kernel locking semantics and then outline the various locking primitives in the Linux kernel.
weak表其实是一个hash表，Key是所指对象的地址，Value是weak指针的地址数组，weak是弱引用，所引用对象的计数器不会+1,并在引用对象被释放的时候自动被设置为nil。通常用于解决循环引用问题。
基础 内核锁：基于内核对象构造的锁机制，就是通常说的内核构造模式。用户模式构造和内核模式构造 优点：cpu利用最大化。它发现资源被锁住，请求就排队等候。线程切换到别处干活，直到接受到可用信号，线程再切回来继续处理请求。 缺点：托管代码->用户模式代码->内核代码损耗、线程上下文切换损耗。 在锁的时间比较短时，系统频繁忙于休眠、切换，是个很大的性能损耗。 自旋锁：原子操作+自循环。通常说的用户构造模式。 线程不休眠，一直循环尝
通过ILSpy反编译查看可以知道，lock是个语法糖，编译后其实是Monitor.Enter 和 Monitor.Exit 的封装。
开文首先我要纠正一个网上常见的关于atomic非线程安全的举例：如果线程 A 调了 getter，与此同时线程 B 、线程 C 都调了 setter——那最后线程 A get 到的值，有3种可能：可能是 B、C set 之前原始的值，也可能是 B set 的值，也可能是 C set 的值。同时，最终这个属性的值，可能是 B set 的值，也有可能是 C set 的值。所以atomic可并不能保证对象的线程安全。
在有了强大的spin lock之后，为何还会有rw spin lock呢？无他，仅仅是为了增加内核的并发，从而增加性能而已。spin lock严格的限制只有一个thread可以进入临界区，但是实际中，有些对共享资源的访问可以严格区分读和写的，这时候，其实多个读的thread进入临界区是OK的，使用spin lock则限制一个读thread进入，从而导致性能的下降。
package com.shi.lock; /** * 可重入锁 （递归锁） * 指的是同一个线程获得锁以后，内层递归函数仍然能获得该锁的代码， * 再同一个线程再外层获得锁的时候，在进入内层方法会自动获取锁 * @author shiye * *结果： 线程A sedSMS() 被调用.... 线程A sedEmail() 被调用.... 线程A play() 被调用.... 线程B sedSMS() 被调用.... 线程B sedEmail
在多年前，linux还没有支持对称多处理器SMP的时候，避免并发数据访问相对简单。
WFI(Wait for interrupt)和WFE(Wait for event)是两个让ARM核进入low-power standby模式的指令，由ARM architecture定义，由ARM core实现。
条件变量是线程间同步的一种机制，本文分析条件变量的实现和使用。我们先看一下条件变量的定义。
今天在理解读写自旋锁的实现的时候，看到了WFE指令，对其不理解。通过调查，弄清楚了它的来龙去脉，记录一下。在此，还要特别感谢窝窝科技的这篇文章【ARM WFI和WFE指令】，让我茅塞断开。
自旋锁是一种多线程同步机制，用于保护共享资源免受并发访问的影响。自旋锁的原理是在多个线程尝试获取锁时，它们会一直自旋（即在一个循环中不断检查锁是否可用）而不是立即进入休眠状态等待锁的释放。这种自旋的方式可以减少线程切换的开销，适用于短时间内锁的竞争情况。
自旋锁是采用让当前线程不停地的在循环体内执行实现的，当循环的条件被其他线程改变时 才能进入临界区。
java中如何实现可重入的自旋锁 📷 说明 1、是指试图获得锁的线程不会堵塞，而是通过循环获得锁。 2、优点：减少上下文切换的消耗。 缺点：循环消耗CPU。 实例 public class ReentrantSpinLock { private AtomicReference<Thread> owner = new AtomicReference<>(); // 可重入次数 private int count = 0; // 加锁 public voi
在c#中，异步的async和await原理，以及运行机制，可以说是老生常谈，经常在各个群里看到有在讨论这个的，而且网上看到的也只是对异步状态机的一些讲解，甚至很多人说异步状态机的时候，他们说的是在运行时去构建状态机对线程状态进行调度，实际上异步状态机是属于编译期间，通过生成dll，然后我们使用反编译工具查看，是可以看到IL构建了异步状态机，并且在运行时添加了两个特性，其中比较重要的是AsyncStateMachine特性这个特性接受的是一个type类型的参数，即指定用的是哪一个异步状态机。所以在写多线程的时候，前面第一篇主要写线程方面的一些具体的使用，以及实现自定义的一些操作，接下来的这篇可能会注重原理方面的讲解，以及结合一些代码实现自定义状态机。
CAS算法是一种有名的无锁算法, 在不使用锁的情况下实现多线程之间的变量同步，而且没有堵塞线程.
由于在高负载的情况下，系统会频繁的执行“锁定-改变引用变量-解锁”的操作，这期间很可能出现spinlock和引用计数跨缓存行的情况，这将会大大降低性能。lockref通过强制对齐，尽可能的降低缓存行的占用数量，使得性能得到提升。
在后端开发中，多线程技术总是后端开发中常用到的技术，那什么是多线程呢，在操作系统中，程序运行的最小单位是进程，那线程则是进程里面的最小单位，关系是一对多的关系，而线程的调度，是由操作系统的时间片算法进行调度的，即在某一个时间段内只有一个线程去进行计算，其他的则在等待，这涉及的系统方面的知识，我也是一知半解，本文主要是讲解c#中多线程的常用操作，以及根据微软提供的抽象类和接口去实现自定义的一些拓展，多线程方面会有至少两篇文章，第一篇也就是本文，着重讲解代码片段，后面会讲解async和await的原理，以及运行时自定义状态机的IL代码转为c#代码，并且讲解 他的执行顺序。如有疑问，敬请提出，大家一起学习。
在MySQL种，执行show engine innodb status \G 经常会看到里面有spin lock 及mutex的情况。我们有必要了解下这些知识。
这个函数我在看代码时基本上是直接忽略的(因为我知道它实际上不干什么事)，不过因为内核中很多函数一开始就会用一下它，为了方便那些正在学习内核源码的网友，本帖专门讨论一下该函数到底被内核用来干什么。
前文中我们聊了Rust如何管理线程以及如何利用Rust中的锁进行编程。今天我们继续学习并发编程。
要深入理解Linux内核中的同步与互斥的实现，需要先了解一下内联汇编：在C函数中使用汇编代码。
自旋锁是并发编程实战里面一个关于锁优化的非常重要的一个概念，通常情况下会配合CAS原语来实现轻量级的同步操作。
很久没有写技术文章了，做码农难，做养娃的码农更难，趁着娃看动画片的机会，受着王菲童鞋《我和我的祖国》歌唱精神的鼓舞，我要来说几句。
锁是一个常见的同步概念，我们都听说过加锁（lock）或者解锁（unlock），当然学术一点的说法是获取（acquire）和释放（release）。
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POSIX threads(简称Pthreads)是在多核平台上进行并行编程的一套常用的API。线程同步(Thread Synchronization)是并行编程中非常重要的通讯手段，其中最典型的应用就是用Pthreads提供的锁机制(lock)来对多个线程之间共 享的临界区(Critical Section)进行保护(另一种常用的同步机制是barrier)。
由以上介绍大概了解，自旋锁就是内核为防止临界区被多个进程同时访问出错的一种机制。其作用是保证临界区在任一时刻有且仅有一个进程访问。
自旋锁：如果内核配置为SMP系统，自旋锁就按SMP系统上的要求来实现真正的自旋等待，但是对于UP系统，自旋锁仅做抢占和中断操作，没有实现真正的“自旋”。如果配置了CONFIG_DEBUG_SPINLOCK，那么自旋锁按照SMP系统来编译。
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