LINUX 内核中并发机制

    在宏观上并行或者真正意义上的并行，可能会导致竞争。类似两条十字交叉的道路上运行的车。当他们同一时刻要经过共同的资源（交叉点）的时候，如果没有交通信号灯，就可能出现混乱。在linux 系统中也有可能存在这种情况。以内核态来说，UP(单CPU)，SMP(多CPU), 。如下图，可能出现下面的几种组合。这里面几种组合就可能出现并发导致的竞争。当然linux 系统中也有类似交通信号灯一样的措施来避免这种竞争。主要有[……。对于我自己来说，原子操作，信号量，自旋锁这三种可能用得比较多。那么这三种有什么相同的地方，有什么区别呢？适用什么不同的场合呢？会带来什么边际效应？阅读以及查看一些资料后，要彻底弄清楚这些问题，要从其所处的环境来进行细化分类处理。是UP(单CPU)还是SMP(多CPU)；是抢占式内核还是非抢占式内核；是在中断上下文不是进程上下文。

 

三种并发机制的简单概念。

 原子锁：原子操作不可能被其他的任务给调开，一切（包括中断）,针对单个变量。

 自旋锁：使用忙等待锁来确保互斥锁的一种特别方法,针对是临界区。

 信号量：包括一个变量及对它进行的两个原语操作，此变量就称之为信号量，针对是临界区。

 

几点区别：

 信号量是会产生睡眠,自旋锁是忙等待.

 信号量还可以出现在用户进程中,自旋锁只能在内核线程中使用.

 信号量只能出现在进程上下文，而自旋锁则还可以出现在中断上下文。

 信号量是进程级的（内核是代表进程来争夺资源的），自旋锁主要是用于CPU同步的.

 信号量保持期间是可以被抢占的,自旋锁保持期间抢占是失效的.

 

从以上的区别以及本身的定义可以推导出两都分别适应的场合。只考虑内核态。

 

 

 

根据自旋锁与信号量适应的场合，结合不同软硬件环境可以整理出，如下内核并发出现的情况。