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
在进行多线程编程时,我们可能会存在同时操作(读、写)同一份内存的可能性。为了保证数据的正确性,我们往往会使用互斥量、读写锁等同步方法。(转载请指明出于breaksoftware的csdn博客)
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.
实时系统要求对事件的响应时间不能超过规定的期限,响应时间是指从某个事件发生到负责处理这个事件的进程处理完成的时间间隔,最大响应时间应该是确定的、可以预测的。
当在try_to_wake_up/wake_up_process和wake_up_new_task中唤醒进程时, 内核使用全局check_preempt_curr看看是否进程可以抢占当前进程可以抢占当前运行的进程. 请注意该过程不涉及核心调度器.
阻塞同步有许多实现方式了:mutex, semaphore. 阻塞同步使用不当就可能造成死锁,活锁,优先级反转。
RAC环境下的阻塞不同于单实例情形,因为我们需要考虑到位于不同实例的session。也就是说之前查询的v$session,v$lock相应的应变化为全局范围来查找。本文提供了2个查询脚本,并给出实例演示那些session为阻塞者,哪些为被阻塞者。有关阻塞的概念以及单实例环境下的阻塞请参考:Oracle 阻塞(blocking blocked)
一 简介 相信大家在开发脚本或者写程序的时候 ,大多会遇到如何判断已经有程序在运行的情况。比如设计备份binlog ,由于某个实例产生的binlog 数量大于备份的速度,在下一个时间点,会启动一个新的进程对binlog进行备份。那我们要怎么解决呢,本文分别从 shell和python的角度提出我的解决方法,同时也推荐《 Ensure a single instance of an application in Linux》[1],这里有比较详细的讨论。
Android在标准的Linux休眠与唤醒机制上又加了一层,就是early_suspend / late_resume
现在很多人都在诟病Linux内核协议栈收包效率低,不管他们是真的懂还是一点都不懂只是听别人说的,反正就是在一味地怼Linux内核协议栈,他们的武器貌似只有DPDK。
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Linux 中,仅等待 CPU 时间的进程称为就绪进程,它们被放置在一个运行队列中,一个就绪进程的状 态标志位为 TASK_RUNNING。一旦一个运行中的进程时间片用完, Linux 内核的调度器会剥夺这个进程对 CPU 的控制权,并且从运行队列中选择一个合适的进程投入运行。
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。
现如今,一个服务端应用程序几乎都会使用到多线程来提升服务性能,而目前服务端还是以linux系统为主。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。这里我说的操作系统,主要是的非实时抢占式内核(non-PREEMPT_RT),并不讨论实时抢占式内核(PREEMPT_RT) 的问题,二者由于使用场景不同,因此同步机制也会存在差异或出现变化。
方法一: 我们都知道Ubuntu有一个专门用来安装软件的工具apt,我们可以用它来全自动安装arm-linux-gcc。 此方法安装的是最新版的,但是此方法需要翻墙,否则99%会失败,这就是为什么网上大多都用压缩包安装的原因: 首先Ctrl+Alt+T弹出终端,使用如下命令进行arm-linux-gcc的安装:
1 Linux 进程的睡眠和唤醒 在 Linux 中,仅等待 CPU 时间的进程称为就绪进程,它们被放置在一个运行队列中,一个就绪进程的状 态标志位为 TASK_RUNNING。一旦一个运行中的进程时间片用完, Linux 内核的调度器会剥夺这个进程对 CPU 的控制权,并且从运行队列中选择一个合适的进程投入运行。 当然,一个进程也可以主动释放 CPU 的控制权。函数 schedule() 是一个调度函数,它可以被一个进程主动调用,从而调度其它进程占用 CPU。一旦这个主动放弃 CPU 的进程被重新调度
在《DllMain中不当操作导致死锁问题的分析--死锁介绍》一文中,我们介绍了死锁产生的原因。一般来说,如果我们对线程同步技术掌握不牢,或者同步方案混乱,极容易导致死锁。本文我们将介绍如何使用valgrind排查死锁问题。(转载请指明出于breaksoftware的csdn博客)
大家好,又见面了,我是你们的朋友全栈君。 futex_t::wake 实际是一个计数器,防止在调用futex_wait函数前调用futex_wake而出现的死等现象, 函数futex只在满足(*addr1 == val)时等待。
综述 在上一篇介绍了linux驱动的调试方法,这一篇介绍一下在驱动编程中会遇到的并发和竟态以及如何处理并发和竞争。 首先什么是并发与竟态呢?并发(concurrency)指的是多个执行单元同时、并行被执行。而并发的执行单元对共享资源(硬件资源和软件上的全局、静态变量)的访问则容易导致竞态(race conditions)。可能导致并发和竟态的情况有: SMP(Symmetric Multi-Processing),对称多处理结构。SMP是一种紧耦合、共享存储的系统模型,它的特点是多个CPU使用共同的系统总线
如果你已经在你的组织中实施了某种密码策略,你无需看这篇文章了。但是在这种情况下,如果你给账户设置了 24 小时的锁定期,你需要手动解锁用户帐户。
自旋锁主要用来解决SMP和调度引发的竞态问题,但是普通的自旋锁并不关心临界区在执行什么操作,对读和写都一视同仁,这样就会存在一些弊端!
"原子操作(atomic operation)是不需要synchronized",这是多线程编程的老生常谈了。所谓原子操作是指不会被线程调度机制打断的操作;这种操作一旦开始,就一直运行到结束,中间不会有任何 context switch (切换到另一个线程)。
在计算机科学和软件工程中,多线程编程是一项关键技能,尤其在当今多核处理器和高并发应用程序的背景下显得尤为重要。本文将全面探讨Linux环境下的线程编程,涵盖基本概念、线程创建与管理、线程同步、性能优化以及实际应用,通过详细的C++示例代码帮助读者深入理解并掌握这一技术。
部署CwRsyncServer实现Linux下文件同步到WindowsServer服务器
作者:Vamei 出处:http://www.cnblogs.com/vamei 欢迎转载,也请保留这段声明。谢谢! Python主要通过标准库中的threading包来实现多线程。在当今网络时代,每个服务器都会接收到大量的请求。服务器可以利用多线程的方式来处理这些请求,以提高对网络端口的读写效率。Python是一种网络服务器的后台工作语言 (比如豆瓣网),所以多线程也就很自然被Python语言支持。 (关于多线程的原理和C实现方法,请参考我之前写的Linux多线程与同步,要了解race condition
linux下的 pthread 是一个整形,而 id 是一个自定义类型, get_id 即打印线程id
实例化程序A.daemon = True 说明该进程守护主进程,当主进程结束了该子进程默认会跟着结束
以上是一句安装ros一个插件的语句, 运行时需要获得锁 /var/lib/dpkg/lock; 没有获得锁时,会出现“无法锁定管理目录(/var/lib/dpkg/),是否有其他进程正占用它”的报错。
云网络发展早期,很多厂商的虚拟化网路方案基于内核模块来实现,这时的带宽通常从千兆到万兆,一般情况下还能够满足要求(SDWAN厂商华夏创新的网络加速就是在内核的PREROUTING上做的,性能还可以)。再后来,进入到25G时代了,基于内核的一些实现已经不能满足业务对网络吞吐的性能要求了,大约在2013~2018左右,很多厂商转向用DPDK实现,着实火了一段时间。到现在逐渐进入100G时代,会发现,无论大厂小厂,都逐渐开始转向智能网卡,网络特性offload到硬件,基本是当前和今后一段时间的主流。
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。这个活动可能是,创建一个新的内核线程或者新的用户空间进程、对一个已有进程的某个请求,或者某种类型的硬件动作,等等。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。 结构与初始化 Completion在内核中的实现基于等待队列(关于等待队
进程与线程之间是有区别的,不过linux内核只提供了轻量进程的支持,未实现线程模型。Linux是一种“多进程单线程”的操作系统。Linux本身只有进程的概念,而其所谓的“线程”本质上在内核里仍然是进程。
counter = -2 //初始值为1,每增加一个等锁的进程则减1,-2代表当前有两个进程(不含已获取锁进程)正在等待该mutex锁。
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。
《手摸手系列》把go sync包中的并发组件已经写完了,本文作为完结篇,最后再来探讨下go运行时锁的实现。记得在《手摸手Go 并发编程的基建Semaphore》那篇中我们聊过sync.Mutex最终是依赖sema.go中实现的sleep和wakeup原语来实现的。如果细心的小伙伴会发现:
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。
继上一篇文章:https://cloud.tencent.com/developer/article/1053882 3. 文件系统的注册 这里的文件系统是指可能会被挂载到目录树中的各个实际文件系统,所谓实际文件系统,即是指VFS 中的实际操作最终要通过它们来完成而已,并不意味着它们一定要存在于某种特定的存储设备上。比如在笔者的 Linux 机器下就注册有 "rootfs"、"proc"、"ext2"、"sockfs" 等十几种文件系统。 3.1 文件系统的数据结构 在 Linux 源代码中,每种实际的文件
本文介绍了Linux系统下文件锁的概念、分类、作用、相关函数以及锁的示例,让读者对文件锁有一个更深入的了解,并通过实例讲解了如何施加和释放文件锁。
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。
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。
前言:非常早之前就接触过同步这个概念了,可是一直都非常模糊。没有深入地学习了解过,最近有时间了,就花时间研习了一下《linux内核标准教程》和《深入linux设备驱动程序内核机制》这两本书的相关章节。趁刚看完,就把相关的内容总结一下。
上面讲的自旋锁,信号量和互斥锁的实现,都是使用了原子操作指令。由于原子操作会 lock,当线程在多个 CPU 上争抢进入临界区的时候,都会操作那个在多个 CPU 之间共享的数据 lock。CPU 0 操作了 lock,为了数据的一致性,CPU 0 的操作会导致其他 CPU 的 L1 中的 lock 变成 invalid,在随后的来自其他 CPU 对 lock 的访问会导致 L1 cache miss(更准确的说是communication cache miss),必须从下一个 level 的 cache 中获取。
因为现代操作系统是多处理器计算的架构,必然更容易遇到多个进程,多个线程访问共享数据的情况,如下图所示:
大家应该都知道,python有一个GIL(全局解释器锁),用于控制多线程的并发行为。 注:GIL不是必须的,可以通过对每个资源单独加锁的方式去掉GIL,也就是将GIL换成更细粒度的锁。
实时分为硬实时和软实时,硬实时要求绝对保证响应时间不超过期限,如果超过期限,会造成灾难性的后果,例如汽车在发生碰撞事故时必须快速展开安全气囊;软实时只需尽力使响应时间不超过期限,如果偶尔超过期限,不会造成灾难性的后果.
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。
本文介绍Python的os包中有查询和修改进程信息的函数,Python的这些工具符合Linux系统的相关概念,所以可以帮助理解Linux体系。
并发 是指在某一时间段内能够处理多个任务的能力,而 并行 是指同一时间能够处理多个任务的能力。并发和并行看起来很像,但实际上是有区别的,如下图(图片来源于网络):
Linux 内核中 , 内存节点 ( Node ) 是 " 内存管理 " 的 最顶层的结构 , 下层分别是 区域 和 页 ;
网络驱动接收网络数据包并将数据包放入TCP/IP上层,编写网络驱动接收数据包必须分配sk_buff结构来存储数据,sk_buff将在上层释放。
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