Linux读写锁逻辑解析

作者：OPPO内核团队发布于：2023-5-29 20:57 分类：内核同步机制

除了mutex，在linux内核中，还有一个经常用到的睡眠锁就是rw semaphore（后文简称为rwsem），它到底和mutex有什么不同呢？为何会有rw semaphore？无他，仅仅是为了增加内核的并发，从而增加性能而已。Mutex严格的限制只有一个thread可以进入临界区，但是实际应用中，有些场景对共享资源的访问可以严格区分读和写的，并且是读多写少，这时候，其实多个读的thread同时进入临界区是OK的，使用mutex则限制一个线程进入临界区，从而导致性能的下降。

本文会描述linux5.15.81中读写锁的数据结构和逻辑过程。

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标签: rwsem

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futex基础问答

作者：OPPO内核团队发布于：2022-10-9 7:20 分类：内核同步机制

futex是Fast Userspace muTEX的缩写，该机制是由Rusty Russell、Hubertus Franke和Mathew Kirkwood在2.5.7版本的内核中引入，虽然名字中有互斥锁（mutex）的含义，但实际它是一种用于用户空间应用程序的通用同步工具（基于futex可以在userspace实现互斥锁、读写锁、condition variable等同步机制）。

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标签: futex

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Linux内核同步机制之（九）：Queued spinlock

作者：OPPO内核团队发布于：2022-6-29 6:33 分类：内核同步机制

本站之前已经有了一篇关于spinlock的文档，在之前的文章中有对自旋锁进行简单的介绍，同时给出了API汇整和应用场景。不过该文章中的自旋锁描述是基于比较老的内核版本，那时候的自旋锁还是ticket base锁，而目前最新内核中的自旋锁已经进化成queued spinlock，因此需要一篇新的自旋锁文档来跟上时代。此外，本文将不再描述基本的API和应用场景，主要的篇幅将集中在具体的自旋锁实现上。顺便说一句，同时准备一份linux5.10源码是打开本文的正确方式。

由于自旋锁可以在各种上下文中使用，因此本文中的thread是执行线索的意思，表示进程上下文、hardirq上下文、softirq上下文等多种执行线索，而不是调度器中线程的意思。

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标签: spinlock queued

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Linux内核同步机制之（八）：mutex

作者：OPPO内核团队发布于：2022-5-10 5:55 分类：内核同步机制

在linux内核中，互斥量（mutex，即mutual exclusion）是一种保证串行化的睡眠锁机制。和spinlock的语义类似，都是允许一个执行线索进入临界区，不同的是当无法获得锁的时候，spinlock原地自旋，而mutex则是选择挂起当前线程，进入阻塞状态。本文代码来自Linux 5.10.61，文章中的代码片段有删减，阅读本文时可以参考源代码。

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标签: mutex

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RCU（2）- 使用方法

作者：沙漠之狐发布于：2019-5-24 19:36 分类：内核同步机制

本文介绍RCU的使用方法。

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标签: 无锁编程

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RCU（1）- 概述

作者：沙漠之狐发布于：2019-5-24 19:30 分类：内核同步机制

本文介绍RCU。

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标签: 无锁编程

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Linux内核的自旋锁

作者：沙漠之狐发布于：2019-5-17 19:11 分类：内核同步机制

自旋锁用于处理器之间的互斥，适合保护很短的临界区，并且不允许在临界区睡眠。申请自旋锁的时候，如果自旋锁被其他处理器占有，本处理器自旋等待（也称为忙等待）。

进程、软中断和硬中断都可以使用自旋锁。

自旋锁的实现经历了3个阶段：

(1) 最早的自旋锁是无序竞争的，不保证先申请的进程先获得锁。

(2) 第2个阶段是入场券自旋锁，进程按照申请锁的顺序排队，先申请的进程先获得锁。

(3) 第3个阶段是MCS自旋锁。入场券自旋锁存在性能问题：所有申请锁的处理器在同一个变量上自旋等待，缓存同步的开销大，不适合处理器很多的系统。MCS自旋锁的策略是为每个处理器创建一个变量副本，每个处理器在自己的本地变量上自旋等待，解决了性能问题。

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标签: Linux 自旋锁锁

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编译乱序(Compiler Reordering)

作者：smcdef 发布于：2019-1-23 22:59 分类：内核同步机制

编译乱序(Compiler Reordering)

编译器（compiler）的工作就是优化我们的代码以提高性能。这包括在不改变程序行为的情况下重新排列指令。因为compiler不知道什么样的代码需要线程安全（thread-safe），所以compiler假设我们的代码都是单线程执行（single-threaded），并且进行指令重排优化并保证是单线程安全的。因此，当你不需要compiler重新排序指令的时候，你需要显式告诉compiler，我不需要重排。否则，它可不会听你的。本篇文章中，我们一起探究compiler关于指令重排的优化规则。

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标签: barrier

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Linux中常见同步机制设计原理

作者：smcdef 发布于：2018-6-9 16:19 分类：内核同步机制

引言

今天谈谈linux中常见并发访问的保护机制设计原理。为什么要写这篇文章呢？其实想帮助自己及读者更深入的了解背后的原理（据可靠消息，锁的实现经常出现在笔试环节。既可以考察面试者对锁的原理的理解，又可以考察面试者编程技能）。我们抛开linux中汇编代码。用C语言为大家呈现背后实现的原理。同时，文章中的代码都没有考虑并发情况（例如某些操作需要原子性，或者数据需要保护等）。

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标签: spin lock mutex rw_lock

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