关于同步理论的一些基本概念 临界区（critical area）: 访问或操作共享数据的代码段 简单理解：synchronized大括号中部分（原子性） 竞争条件（race conditions）两个线程同时拥有临界区的执行权...数据不一致：（data unconsistency） 由竞争条件引起的数据破坏 同步（synchronization）避免race conditions 锁：完成同步的手段（门锁，门后是临界区，只允许一个线程存在...） 上锁解锁必须具备原子性 原子性（象原子一样不可分割的操作） 有序性（禁止指令重排） 可见性（一个线程内的修改，另一个线程可见） 内核同步常用方法 原子操作 – 内核中类似于AtomicXXX，位于... 自旋锁 – 内核中通过汇编支持的cas，位于 读-写自旋 – 类似于ReadWriteLock，可同时读，只能一个写 读的时候是共享锁，...二值信号量） 完成变量 – 特殊的信号量（A发出信号给B，B等待在完成变量上） vfork() 在子进程结束时通过完成变量叫醒父进程 类似于(Latch) BKL：大内核锁（早期，现在已经不用） 顺序锁（linux
在现代操作系统里，同一时间可能有多个内核执行流在执行，因此内核其实像多进程多线程编程一样也需要一些同步机制来同步各执行单元对共享数据的访问，尤其是在多处理器系统上，更需要一些同步机制来同步不同处理器上的执行单元对共享的数据的访问...在主流的Linux内核中包含了如下这些同步机制包括： 原子操作 信号量（semaphore） 读写信号量（rw_semaphore） Spinlock Mutex BKL(Big Kernel Lock...三、信号量（Semaphore） Linux内核的信号量在概念和原理上与用户态的System V的IPC机制信号量是一样的，但是它不可能在内核之外使用，因此它与System V的IPC机制信号量完全不同...信号量是这样一种同步机制：信号量在创建时设置一个初始值count，用于表示当前可用的资源数。...四、互斥锁（Mutex） Linux 内核互斥锁是非常常用的同步机制，互斥锁是这样一种同步机制：在互斥锁中同时只能有一个任务可以访问该锁保护的共享资源，且释放锁和获得锁的调用方必须一致。
下面是同步和互斥的设计原理以及在 Linux 中的实现方式： unsetunset同步（Synchronization）unsetunset 同步是指协调多个执行线程或进程的执行，以确保它们按照一定的顺序执行或在特定的条件下等待...常见的同步机制包括信号量、条件变量和屏障等。 设计原理 原子操作： 原子操作是不可分割的操作，要么全部执行，要么都不执行。在同步中，原子操作是确保线程或进程安全执行的基本要素。...条件等待： 同步机制通常需要支持条件等待，即一个线程或进程在某个条件满足前等待，而其他线程或进程在条件满足时通知等待的线程继续执行。...在 Linux 中，自旋锁通常通过 spin_lock 和 spin_unlock 进行操作。 以上是在 Linux 中实现同步和互斥的一些常见机制。...在下面的示例代码中，我将展示使用互斥锁（Mutex）和条件变量（Condition Variable）来实现简单的同步机制。这里使用了 POSIX 线程库的相关函数。
在上一部分，我们讨论了最基本常见的几类同步机制，这一部分我们将讨论相对复杂的几种同步机制，尤其是读写信号量和RCU，在操作系统内核中有相当广泛的应用。...），读者没有任何同步开销，而写者的同步开销则取决于使用的写者间同步机制。...RCU 临界区管理 之前的同步机制中，均是利用锁或原子操作实现的，一个锁管理一个临界区，并通过加锁解锁控制进程进入或者离开临界区。...但是现在的linux 内核版本中提供了可抢占的版本，只是对抢占深度做了把控。 RCU Synchronize 可是RCU是如何获知所有读者已经离开临界区？...RCU Example Input.c 中的使用为例。 ?
Linux 内核中的同步机制：原子操作、信号量、读写信号量、自旋锁的API、大内核锁、读写锁、大读者锁、RCU和顺序锁。...1、介绍 在现代操作系统里，同一时间可能有多个内核执行流在执行，即使单CPU内核也需要一些同步机制来同步不同执行单元对共享的数据的访问。...主流的Linux内核中的同步机制包括： 原子操作 信号量（semaphore） 读写信号量（rw_semaphore） 自旋锁spinlock 大内核锁BKL(Big Kernel Lock) 读写锁rwlock...3、信号量（semaphore） Linux内核的信号量在概念和原理上与用户态的System V的IPC机制信号量是一样的，但是它绝不可能在内核之外使用，因此它与System V的IPC机制信号量毫不相干...如果被保护的共享资源只在进程上下文和tasklet或timer上下文访问，那么应该使用与上面情况相同的获得和释放锁的宏，因为tasklet(linux中断处理机制中的软中断延迟机制)和timer是用软中断实现的
首先来看下atomic_t的定义, 仅仅只是一个int类型变量 include/linux/types.h typedef struct { int counter; } atomic_t; 以原子加操作为例...instruction : output : intput : changed); instruction 部分便是要执行的汇编指令 input 部分为汇编指令需要执行的输入, 表示将 c语言定义的值传入汇编...output 部分为汇编指令执行的输出，表示将汇编执行后的值传给 c语言 change 部分用于告诉 gcc 该内嵌汇编改变了一些值，强迫 gcc 在编译这段内嵌汇编之前保存会被修改的值，在执行完后恢复
为了解决这个问 题，Futex就应运而生，Futex是一种用户态和内核态混合的同步机制。...Futex系统调用 Futex是一种用户态和内核态混合机制，所以需要两个部分合作完成，linux上提供了sys_futex系统调用，对进程竞争情况下的同步处理提供支持。...futex同步机制还包括用户态 下的操作，我们将在下节提到。 3....Futex同步机制 所有的futex同步操作都应该从用户空间开始，首先创建一个futex同步变量，也就是位于共享内存的一个整型计数器。...Futex在程序low-contention的时候能获得比传统同步机制更好的性能。 3. 不要直接使用Futex系统调用。 4. Futex同步机制可以用于进程间同步，也可以用于线程间同步。
在面试中关于多线程同步，你必须要思考的问题 一文中，我们知道glibc的pthread_cond_timedwait底层是用linux futex机制实现的。...理想的同步机制应该是没有锁冲突时在用户态利用原子指令就解决问题，而需要挂起等待时再使用内核提供的系统调用进行睡眠与唤醒。...为了解决上述问题，linux内核引入了futex机制，futex主要包括等待和唤醒两个方法：futex_wait和futex_wake，其定义如下 //uaddr指向一个地址，val代表这个地址期待的值...本文将深入分析futex的实现，让读者对于锁的最底层实现方式有直观认识，再结合之前的两篇文章（关于同步的一点思考-上和关于同步的一点思考-下）能对操作系统的同步机制有个全面的理解。...End Java中的ReentrantLock,Object.wait和Thread.sleep等等底层都是用futex进行线程同步，理解futex的实现能帮助你更好的理解与使用这些上层的同步机制。
Linux内核同步机制之completion 内核编程中常见的一种模式是，在当前线程之外初始化某个活动，然后等待该活动的结束。...在这种情况下，我们可以使用信号量来同步这两个任务。然而，内核中提供了另外一种机制——completion接口。Completion是一种轻量级的机制，他允许一个线程告诉另一个线程某个工作已经完成。...实现 同步函数一般都成对出现，completion也不例外，我们看看最基本的两个complete和wait_for_completion函数的实现。...运用 运用LDD3中的例子： #include #include #include #include #include #include #include MODULE_LICENSE
1 互斥锁 在线程实际运行过程中，我们经常需要多个线程保持同步。 这时可以用互斥锁来完成任务。...互斥锁的范围：可以指定是该进程与其他进程的同步还是同一进程内不同的线程之间的同步。可以设置为PTHREAD_PROCESS_SHARE和PTHREAD_PROCESS_PRIVATE。...还好，Linux有pthread_rwlockattr_setkind_np这个函数。...3 自旋锁 自旋锁是SMP架构中的一种low-level的同步机制。 当线程A想要获取一把自旋锁而该锁又被其它线程锁持有时，线程A会在一个循环中自旋以检测锁是不是已经可用了。
1 对于CPU开销大的场景，能利用多核，就尽量利用多核（常常自以为某需求的运算量不大，且CPU足够快，就偷懒写个单线程，结果效率很低） 2 使用多线程的时候，默...
三、ARM中的实现 我们以atomic_add为例，描述linux kernel中原子操作的具体代码实现细节： ?...output operand list 和 input operand list是c代码和嵌入式汇编代码的接口，clobber list描述了汇编代码对寄存器的修改情况。...也就是说，在编译该c代码的时候，如果使用优化选项（-O）进行编译，对于那些没有声明__volatile__的嵌入式汇编，编译器有可能会对嵌入c代码的汇编进行优化，编译的结果可能不是原来你撰写的汇编代码，...ldr和str这两条指令大家都是非常的熟悉了，后缀的ex表示Exclusive，是ARMv7提供的为了实现同步的汇编指令。..."Linux阅码场"是专业的Linux及系统软件技术交流社区，企业和Linux人才的连接枢纽。
为了解决这个问 题，Futex就应运而生，Futex是一种用户态和内核态混合的同步机制。...Futex系统调用 Futex是一种用户态和内核态混合机制，所以需要两个部分合作完成，linux上提供了sys_futex系统调用，对进程竞争情况下的同步处理提供支持。...futex同步机制还包括用户态 下的操作，我们将在下节提到。 3....Futex同步机制 所有的futex同步操作都应该从用户空间开始，首先创建一个futex同步变量，也就是位于共享内存的一个整型计数器。...Futex同步机制可以用于进程间同步，也可以用于线程间同步。 下面给出一份示例代码。
一个多线程的java应用，不管使用了什么样的同步机制，最终都要用JVM执行同步处理，而JVM本身也是linux上的一个进程，那么java应用的线程同步机制，可以说是对操作系统层面的同步机制的上层封装。...Linux OS的LOCK机制 Linux内核提供的lock原语（locking primitives 指lock方式）大致可以分为三类： CPU local locks 在non-PREEMPT_RT...Java应用中的一些同步机制 Java应用层中一些常用的同步机制，一般是对底层lock或lock-free同步机制得一些封装。...AQS AQS是Java中的一套线程同步框架，依赖于FIFO的等待队列来实现同步或lock机制，对于大多数依赖于一个atomicint来表示状态的同步场景都可以使用AQS框架。...二者的区别主要是在使用方式和场景上，Semaphore是基于Signal机制，而Mutex则是基于Lock机制，mutex主要用于对共享资源的同步保护，lock只能由一个线程拥有。
今天要分享的是Linux进程的同步机制，包括管道和IPC。之前学习的信号也有控制进程同步的作用，但是信号仅仅传输很少的信息，而且系统开销大，所以这里再介绍几种其他的进程同步机制。...在之前的一篇文章中有提到相关内容，但是当时没有详细展开，可以回顾一下：Linux笔记（10）| 进程概述。...管道是Linux下最常见的进程间的通信方式之一，它是在两个进程之间实现一个数据流通的通道。它有以下特点： 1、管道一般是半双工的，数据只能向一个方向流动。...三、System V IPC机制 IPC机制由消息队列、信号量以及共享内存三种具体实现方法组成。 首先要了解两个概念，标识符和关键字。...NULL)<0) { perror("semctl RMID"); exit(0); } } return 0; } 接下来编译执行 gcc sem.c
作者：郭健 出处：wowotech 前文：Linux内核同步机制之（一）：原子操作 一、源由：为何引入Per-CPU变量？...虽然对性能造成影响，但是系统必须这么做，因为需要维持cache的同步。将一个共享memory变成Per-CPU memory本质上是一个耗费更多memory来解决performance的方法。...目前的内核的做法是在访问Per-CPU变量的时候disable preemptive，虽然没有能够完全避免使用锁的机制（disable preemptive也是一种锁的机制），但毫无疑问，这是一种代价比较小的锁...在include/linux/percpu.h文件中，定义了内核其他模块要使用per cpu机制使用的接口API以及相关数据结构的定义。..."Linux阅码场"是专业的Linux及系统软件技术交流社区，企业和Linux人才的连接枢纽。
需要说明的是Linux内核同步机制之（四）：spin lock是本文的基础，请先阅读该文档以便保证阅读的畅顺。...include/linux/rwlock_types.h文件中定义了通用rw spin lock的基本的数据结构（例如rwlock_t）和如何初始化的接口（DEFINE_RWLOCK）。...include/linux/rwlock.h。...include/linux/rwlock_api_smp.h文件定义了SMP上的rw spin lock模块的接口声明。...需要特别说明的是：用户不需要include上面的头文件，基本上普通spinlock和rw spinlock使用统一的头文件接口，用户只需要include一个include/linux/spinlock.h
然而，StringBuffer 在设计时引入了同步机制，以保证在多线程环境下的线程安全性。 为什么需要同步机制？...StringBuffer 的同步机制 StringBuffer 使用了同步机制来保证方法的原子性和可靠性。...锁机制： StringBuffer 内部使用一个锁对象来实现同步机制。这个锁对象会被方法调用所获取，其他线程在获取锁之前会被阻塞，从而实现线程间的同步。...同步方法 append() append() 方法用于向字符串末尾添加字符序列，它的同步机制是通过锁来实现的。...需要注意的是，尽管 StringBuffer 的同步机制确保了线程安全，但在实际开发中，如果只有单线程操作，推荐使用 StringBuilder，因为它没有同步机制，性能更高。
它们如同一道坚固的防线，守护着程序的并发性，防止数据被意外篡改，确保资源被公平、高效地利用 本文旨在深入探讨Linux多线程编程中的线程互斥与同步机制。...通过生动的示例和详实的分析，帮助读者理解这些技术背后的原理，掌握如何在Linux环境下正确使用它们来构建健壮、高效的多线程应用 让我们一同踏上这段探索之旅，揭开Linux多线程编程中线程互斥与同步的神秘面纱...Linux上提供的这把锁叫互斥量！ 互斥量用于多线程编程中的同步机制，用于防止多个线程同时访问共享资源，从而避免数据竞争和不一致性。...条件变量： 条件变量（Condition Variable）是线程同步中的一种机制，用于协调多个线程之间的执行顺序。它通常与互斥锁（Mutex）一起使用，以实现对共享资源的有效访问和控制。...总结 在探索Linux多线程编程的旅程中，我们深入了解了线程互斥与同步的重要性及其实现机制。
温馨提示：建议参考代码RocketMQ4.4版本，4.5版本引入了多副本机制，实现了主从自动切换，本文并不关心主从切换功能。 初识主从同步 主从同步基本实现过程如下图所示： ?...RocketMQ 的主从同步机制如下： A. 首先启动Master并在指定端口监听； B. 客户端启动，主动连接Master，建立TCP连接； C....原理探究 3.1 RocketMQ主从读写分离机制 RocketMQ的主从同步，在默认情况下RocketMQ会优先选择从主服务器进行拉取消息，并不是通常意义的上的读写分离，那什么时候会从拉取呢？...3.2 消息消费进度同步机制 从上面内容可知，主从同步引入的主要目的就是消息堆积的内容默认超过物理内存的40%，则消息读取则由从服务器来接管，实现消息的读写分离，避免主服务IO抖动严重。...其实在绝大部分情况下，就算从服务从主服务器同步了很久之前的消费进度，只要消息者没有重新启动，就不需要重新消费，在这种情况下，RocketMQ提供了两种机制来确保不丢失消息消费进度。
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