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我的朋友

分类: LINUX

2014-03-25 19:27:02

    信号量用在多线程多任务同步的,一个线程完成了某一个动作就通过信号量告诉别的线程,别的线程再进行某些动作(大家都在sem_wait的时候,就阻塞在那里)。而互斥锁是用在多线程多任务互斥的,一个线程占用了某一个资源,那么别的线程就无法访问,直到这个线程unlock,其他的线程才开始可以利用这个资源。比如对全局变量的访问,有时要加锁,操作完了,在解锁。有的时候锁和信号量会同时使用的.
也就是说,信号量不一定是锁定某一个资源,而是流程上的概念,比如:有A,B两个线程,B线程要等A线程完成某一任务以后再进行自己下面的步骤,这个任务并不一定是锁定某一

资源,还可以是进行一些计算或者数据处理之类。而线程互斥量则是“锁住某一资源”的概念,在锁定期间内,其他线程无法对被保护的数据进行操作。在有些情况下两者可以互

换。

两者之间的区别:
作用域

信号量: 进程间或线程间
互斥锁: 线程间

上锁时 

信号量: 只要信号量的value大于0,其他线程就可以sem_wait成功,成功后信号量的value减一。若value值不大于0,则sem_wait阻塞,直到sem_post释放后value值加一。一句话

,信号量的value>=0。

互斥锁: 只要被锁住,其他任何线程都不可以访问被保护的资源。如果没有锁,获得资源成功,否则进行阻塞等待资源可用。一句话,线程互斥锁的vlaue可以为负数。

信号量和线程互斥锁的实现机制:

在Linux下,信号量和线程互斥锁的实现都是通过futex系统调用。

futex(快速用户区互斥的简称)是一个在Linux上实现锁定和构建高级抽象锁如信号量和POSIX互斥的基本工具。它们第一次出现在内核开发的2.5.7版;其语义在2.5.40固定下来,然后在2.6.x系列稳定版内核中出现。

Futex 是fast userspace mutex的缩写,意思是快速用户空间互斥体。Linux内核把它们作为快速的用户空间的锁和信号量的预制构件提供给开发者。Futex非常基础,借助其自身的优异性能,构建更高级别的锁的抽象,如POSIX互斥体。大多数程序员并不需要直接使用Futex,它一般用来实现像NPTL这样的系统库。

Futex 由一块能够被多个进程共享的内存空间(一个对齐后的整型变量)组成;这个整型变量的值能够通过汇编语言调用CPU提供的原子操作指令来增加或减少,并且一个进程可以等待直到那个值变成正数。Futex 的操作几乎全部在应用程序空间完成;只有当操作结果不一致从而需要仲裁时,才需要进入操作系统内核空间执行。这种机制允许使用 futex 的锁定原语有非常高的执行效率:由于绝大多数的操作并不需要在多个进程之间进行仲裁,所以绝大多数操作都可以在应用程序空间执行,而不需要使用(相对高代价的)内核系统调用。
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