1.无锁编程与有锁编程的效率 无锁编程，即通过CAS原子操作去控制线程的同步。如果你还不知道什么使CAS原子操作，建议先去查看相关资料，这一方面的资料网络上有很多。...CAS实现的是硬件级的互斥，在线程低并发的情况下，其性能比普通互斥锁高效，但是当线程高并发的时候，硬件级互斥引入的代价与应用层的锁竞争产生的代价同样都是很大的。这时普通锁编程其实是优于无锁编程的。...如果对有锁多线程程序有良好的设计，那么可以使程序的性能在不下降的同时，实现高并发。...2.无锁编程的好处 无锁编程不需要程序员再去考虑死锁、优先反转等棘手的问题，因此在对应用程序不太复杂，而对性能要求稍高的程序中，可以采取有锁编程。...如果程序较为复杂，性能要求不高的程序中可以使用无锁编程。 3.无锁队列的实现 对于线程无锁同步方式方式的应用，我实现了一个无锁的队列。
好像有人改进了一下设计， 参加文章 “Cache优化的并发无锁队列” http://www.docin.com/p-30332640.html ，这论文里面 “Fastforward for efficient...另有吕慧伟 缩写的“无锁编程简介An Intro to Lock-free Programming” http://www.tektalk.org/wp-content/uploads/2011/07...上面的提到的ABA 问题好像是无锁编程里面很主要的一个问题啊。 根据 cds 库的资料，有下面三类解决办法，可以去找论文来看一下。...C++无锁数据结构支持库 CDS: Concurrent Data Structures library http://libcds.sourceforge.net/ 实现了很多无锁的stack（栈...好像大家都期待一种叫做“Transac1tiona8l Memory”的最终解决方案来来彻底解决内存同步、无锁编程之类问题，不过好像没有到可用的程度吧。
锁会导致性能降低，在特定情况可用硬件同步原语替代锁，保证和锁一样数据安全，同时提供更好性能。...用编程语言来实现，肯定是无法保证原子性的。而原语是由计算机CPU提供实现，可保证操作的原子性。 原子操作具有不可分割性，不存在并发问题。...所以在某些情况下，原语可以用来替代锁，实现一些即安全又高效的并发操作。 CAS和FAA在各种编程语言中，都有相应的实现，可直接使用，各种语言底层实现一样的。...锁实现： package main import ( “fmt” “sync” ) func main() { // 账户初始值为0元 var balance int32 balance = int32...缓解这问题的一个方法是使用Yield()， 大部分编程语言都支持Yield()系统调用。 Yield()作用 告诉os，让出当前线程占用的CPU给其他线程。
锁的缺点 锁定被迫交出时间片。 锁定意味着阻塞，多个线程（进程）排队获取资源，无法充分发挥系统性能。...一些锁限制了必须使用线程的方式进行开发，而线程无法充分利用系统的内存。 pthread库在特殊情况下可能产生饥饿的情况。 无锁编程的思路 加锁的根本起因是什么？ 资源竞争。...无锁编程 少锁 原子操作与忙等待 CAS解法与ABA问题 seqlock 免锁 实战无锁编程 数据与进程对等的处理 单一生产者与单一消费者进程 下面让我们一个一个的来梳理无锁编程的内容吧。
（界定问题） 如何无锁?...我们不仅要面对多线程和并发，还要考虑多核时代的并行计算，无锁编程或许是一种选择，可能会提升性能，也可能避免锁的使用引起的错误，同时会带来编程习惯的变革。...不可否认，无锁技术是目前各种并发解决方案中比较受争议的一种，尽管它基于最基本的编程技术，不依赖于任何语言和平台，但是这项技术有些诡异，掌握起来颇有难度，有点曲高和寡，所以没有大面积应用在编程中。...不管你是否在项目中使用无锁技术，了解和研究这项技术本身都会对理解并发编程有很大的帮助。...这个操作用C语言来描述就是下面这个样子：（代码来自Wikipedia的Compare And Swap词条）意思就是说，看一看内存*reg里的值是不是oldval，如果是的话，则对其赋值newval。
简单的笔记，未完待续 一道题： 无锁化编程有哪些常见方法？...CAS（Compare-and-Swap），如无锁栈，无锁队列等待 解析： 一、RCU RCU是Linux 2.6内核系统新的锁机制 RCU(Read-Copy Update)。...但是随着计算机硬件的快速发展，获得这种锁的开销相对于CPU的速度在成倍地增加，原因很简单，CPU的速度与访问内存的速度差距越来越大，而这种锁使用了原子操作指令，它需要原子地访问内存，也就说获得锁的开销与访存速度相关...写者在访问被RCU保护的共享数据时不需要和读者竞争任何锁，只有在有多于一个写者的情况下需要获得某种锁以与其他写者同步。允许多个读者和写者并发执行。...二、CAS 参考：透过 Linux 内核看无锁编程 非阻塞型同步的三种方案： Wait-free Wait-free 是指任意线程的任何操作都可以在有限步之内结束，而不用关心其它线程的执行速度。
最近在研究nginx的自旋锁的时候，又见到了GCC CAS原子操作，于是决定动手分析下CAS实现的无锁到底性能如何，网上关于CAS实现无锁的文章很多，但少有研究这种无锁的性能提升的文章，这里就以实验结果和我自己的理解逐步展开...有了这个原子操作这个保证我们就可以实现无锁了。...CAS实现的无锁、Fetch And Add实现的无锁消耗的时间，然后进行分析。...，消耗时间仅为加锁操作的1/3左右，无锁编程方式确实能够比传统加锁方式效率高，经上面测试可以发现，可以快到3倍左右。...所以在极力推荐在高并发程序中采用无锁编程的方式可以进一步提高程序效率。
前言 CAS（Compare And Swap，比较并交换），要说CAS是无锁编程，多多少少有些“标题党”的感觉。因为CAS根据其设计思想，可以划分为乐观锁。...被称为无锁编程，实际上是一种乐观锁的体现。...但是这里如果要用无锁编程CAS来解决的话该怎么解决呢？...以上就是CAS无锁编程的实现原理。 CAS缺陷 CAS并不是像降龙十八掌那样横扫一切的存在，它也有自己的缺陷。...假设第一步线程A从主内存中读入的count=100，此时线程B把变量count改成了101，线程C又把变量count的值改成了100。
seqlock（顺序锁） 用于能够区分读与写的场合，并且是读操作很多、写操作很少，写操作的优先权大于读操作。 seqlock的实现思路是，用一个递增的整型数表示sequence。...写操作还需要获得一个锁（比如mutex），这个锁仅用于写写互斥，以保证同一时间最多只有一个正在进行的写操作。...在这种情况下，使用seqlock可以避免过多的gettimeofday系统调用把中断处理程序给阻塞了（如果使用读写锁，而不用seqlock的话就会这样）。...seqlock的实现非常简单： 写操作进入临界区时： void write_seqlock(seqlock_t *sl) { spin_lock(&sl->lock); // 上写写互斥锁...write_sequnlock(seqlock_t *sl) { sl->sequence++; // sequence再++ spin_unlock(&sl->lock); // 释放写写互斥锁
这篇文章表明，使用 Rust，可以为并发数据结构构建一个内存管理 API: 使得实现无锁数据结构和 有GC的语言(如Java) 一样容易; 静态保护以防止内存管理方案的滥用; 具有与 GC 竞争的开销...为了测试 Crossbeam 实现相对于完整 GC(有完整GC的语言,比如java) 的开销，我在它上面实现了一个基本的无锁队列(Michael Scott queue) ，并在 Scala 中构建了相同的队列...一般来说，基于 jvm 的语言是通向无锁数据结构的“良好 GC”路径的一个很好的测试用例。...在这篇文章中，我不打算给出一个完整的无锁编程教程，但是关键的一点是，如果你没有全局同步，那么很难说你什么时候可以释放内存。许多已发布的算法基本上假定是垃圾回收器或其他回收内存的方法。...感觉这里描述的问题并不是很清楚,我加上一个ABA问题 所有没有gc的系统在lock-free编程的是一定要考虑这个问题,具体来说就是假设T1,T2两个线程, 初始stack是a->b->c.
通常的实现：读写加锁 示例：无锁内存队列的实现 append_data(srcbuf, buflen) int usedSize = (m_head->size + m_head->endPos – m_head...我们如何设计才能安全、动态、无锁的加载配置？
文章目录 atomic 演示 曾经有个人，问我对无锁队列的实现是怎么想的。我想了一会儿，还是纳闷儿，无锁，也能做消息队列吗？然后他让我回去好好查查。没错，他就是面试官。...比方说： _mlock.lock(); count++; _mlock.unlock(); CAS，是基于硬件层面的无锁操作，由CPU来保证。
关于CAS的概念参见下面的文章： 无锁编程以及CAS 在c++11中CAS指令已经被封装成了 非常方便使用的atomic模板类, 详情参见: atomic参考 以下代码利用atomic实现了一个读写资源锁...cstdlib> #include #include #include #include "raii.h" /* * atomic实现读写资源锁,...std::thread::id RWLock::NULL_THEAD; 说明1 atomic_int,atomic_uint都是从atomic类模板中派生出来的类,对应不同的数据类型 atomic是c+...+11标准,在gcc编译的时候必须加入std=c++11选项才能正确编译,,vs编译至少要用vs2012,因为visual studio 2012以上才支持atomic模板 说明2 如果按照默认的类定义方法...说明4 read_guard,write_guard函数返回的raii类参见我的另一篇博客《C++11实现模板化(通用化)RAII机制》
什么是原子操作 原子操作可以保证指令以原子的方式执行——执行过程不被打断，原子操作是多数无锁编程的基本前提。...CPU芯片上有一条引线#HLOCK pin，如果汇编语言的程序中在一条指令前面加上前缀"LOCK"，经过汇编以后的机器代码就使CPU在执行这条指令的时候把#HLOCK pin的电位拉低，持续到这条指令结束时放开...总线锁会导致其他几个核在一定时钟周期内无法访问内存。虽然总线锁会影响其他核的性能，但比起操作系统级别的锁，已经轻量太多了。...#lock是锁FSB(前端串行总线，front serial bus)，FSB是处理器和RAM之间的总线，锁住了它，就能阻止其他处理器或core从RAM获取数据。...Alexander Sandler实测，原子操作性能大概是互斥锁的6-7倍左右。
概念 忙等待可以认为是一种特殊的忙等待 忙等待分类 Peterson算法 xchg解法 TSL解法 自旋锁 Peterson算法 Peterson算法是一个实现互斥锁的并发程序设计算法，可以控制两个线程访问一个共享的单用户资源而不发生访问冲突...enter_region |如果不等于0，已上锁，再次循环 ret |返回调用程序，进入临界区 leave_region： move lock, #0 |置lock为0 ret |返回调用程序 自旋锁...自旋锁请参考我的另一篇文章，这里不再赘述。
这里有对无锁并发编程的介绍：http://www.cnblogs.com/lucifer1982/archive/2008/04/16/1154727.html 如果站在语言层面之上，仅从设计的层面看，...比如在一个 WEB 应用中，每一个 Action 都可以给相应的用户线程分配一个实例，线程之间互不干扰；但是到了业务逻辑 Service 内，避开 Service 状态变量的使用，减少了开发人员对并发编程的关注...当然锁自旋也带来了一些问题，比如如何判断自旋周期，如何确定自旋锁的个数，如何处理线程优先级差异等。 锁偏向 锁偏向是 JDK1.6 引入的，主要为了解决在没有竞争情况下锁的性能问题。...锁膨胀 （JDK1.6）和数据库中的锁升级有些相似，多个或多次调用粒度太小的锁，进行加锁解锁的消耗，反而还不如一次大粒度的锁调用来得高效，因此 JVM 可将锁的范围优化到更大的区域。...———————————————————————————————————- 2012 年 11 月 16 日： 今天看到一个 C#实现的读共享写互斥的代码： class ReaderAndWriter {
文章目录 一、何为原子操作 二、如何使用原子类型 2.1 原子库atomic支持的原子操作 2.2 原子操作中的内存访问模型 2.3 使用原子类型替代互斥锁编程 2.4 使用原子类型实现自旋锁 三、如何进行无锁编程...3.1 什么是无锁编程 3.1 CAS原子操作实现无锁编程 更多文章： 一、何为原子操作 前面介绍了多线程间是通过互斥锁与条件变量来保证共享数据的同步的，互斥锁主要是针对过程加锁来实现对共享资源的排他性访问...其中CAS原子操作是无锁编程的主要实现手段，我们接着往下介绍无锁编程。...三、如何进行无锁编程 3.1 什么是无锁编程 在原子操作出现之前，对共享数据的读写可能得到不确定的结果，所以多线程并发编程时要对使用锁机制对共享数据的访问过程进行保护。...既然无锁编程是为了解决锁机制带来的一些问题而出现的，那么无锁编程就可以理解为不使用锁机制就可保证多线程间原子变量同步的编程。
锁会导致性能降低，在特定情况可用硬件同步原语替代锁，保证和锁一样数据安全，同时提供更好性能。...用编程语言来实现，肯定是无法保证原子性的。而原语是由计算机CPU提供实现，可保证操作的原子性。 原子操作具有不可分割性，不存在并发问题。...所以在某些情况下，原语可以用来替代锁，实现一些即安全又高效的并发操作。 CAS和FAA在各种编程语言中，都有相应的实现，可直接使用，各种语言底层实现一样的。...锁实现： package main import ( "fmt" "sync" ) func main() { // 账户初始值为0元 var balance int32 balance...缓解这问题的一个方法是使用Yield()， 大部分编程语言都支持Yield()系统调用。 Yield()作用 告诉os，让出当前线程占用的CPU给其他线程。
假设我们要维护一个全局的线程安全的 int 类型变量 count, 下面这两行代码都是很危险的: count ++; count += n; 我们知道, 高级语言中的一条语句, 并不是一个原子操作....所以, 我们可以在操作 count 的时候加一个互斥锁....使用 c++11中STL中的 stomic 类的函数 在这里我只介绍 gcc 里的原子操作, 这些函数分成以下几组: type __sync_fetch_and_add (type *ptr...如果去掉 sched_yield(), 这个锁就会一直自旋....下面我们利用原子操作来实现一个无锁并发堆栈; struct Node{ void* data; Node* next Node(void
Double-checked Locking，严格意义上来讲不属于无锁范畴，无论什么时候当临界区中的代码仅仅需要加锁一次，同时当其获取锁的时候必须是线程安全的，此时就可以利用 Double-checked...Double-checked Locking模式依旧会使用锁——临界区锁定，不要以为可以避免使用锁。...instance = new singleton; } unlock(); } return instance; } } 严格的说，Double-checked locking不属于无锁编程的范畴...采用双重检查锁机制 在C++等编程语言中，为了同时保证最小锁和线程安全通常采用的方法是双重检查锁(Check-Lock-Check)机制，也表述为DCL(Double Check Lock)。...进入同步代码块，new了一个singleton实例对象，之后释放锁，接着B线程获得了这个锁，发现singleton实例对象已经被创建了，就直接释放锁，退出同步代码块。
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