Linux并发与同步专题

并发访问:多个内核路径同时访问和操作数据,就有可能发生相互覆盖共享数据的情况,造成被访问数据的不一致。

临界区:访问和操作共享数据的代码段。

并发源:访问临界区的执行线程或代码路径。

在内核中产生并发访问的主要有如下4种:

  • 中断和异常:中断发生后,中断处理程序和被中断的进程之间有可能产生并发访问。中断<==>被中断的线程
  • 软中断和tasklet:软中断或者tasklet随时可能会被调度执行,从而打断当前正在执行的进程上下文。软中断<==>进程上下文
  • 内核抢占:调度器支持可抢占特性,会导致进程和进程之间的并发访问。进程<==>进程
  • 多处理器并发执行:多处理器上可以同时运行多个进程。A处理器进程<==>B处理器进程

对于单处理器系统,主要有一下并发源:(硬中断 > 软中断和tasklet > 进程上下文)

  • 中断处理程序可以打断软中断、tasklet和进程上下文。
  • 软中断和tasklet之间不会并发,但是可以打断进程上下文的执行。
  • 在支持抢占的内核中,进程上下文之间会并发。
  • 在不支持抢占的内核中,进程上下文之间不会产生并发。

对于SMP系统,有如下并发情况:

  • 同一类型的中断处理程序不会并发,但是不同类型的中断有可能送达到不同的CPU上,因此不同类型的中断处理程序可能会存在并发执行。
  • 同一类型的软中断会在不同的CPU上并发执行。
  • 同一类型的tasklet是串行执行的,不会在多个CPU上并发。
  • 不同CPU上的进程上下文会并发。

并发保护的是资源或者数据,而不是保护代码;包括静态局部变量、全局变量、共享的数据结构、缓存、链表、红黑树等各种形式的资源数据。

下面是本专题展开的章节:

Linux并发与同步专题 (1)原子操作和内存屏障

Linux并发与同步专题 (2)spinlock

Linux并发与同步专题 (3) 信号量

Linux并发与同步专题 (4) Mutex互斥量

Linux并发与同步专题 (5) 读写锁

Linux并发与同步专题 (6) RCU

Linux并发与同步专题 (7) 内存管理中的锁

Linux并发与同步专题 (8) 最新更新与展望

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