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深入理解linux互斥鎖(mutex)

                                      深入理解linux互斥鎖(mutex)

 

 

鎖機製，可以說是linux整個係統的精髓所在，linux內核都是圍繞著同步在運轉。在多進程和多線程編程中，鎖起著極其重要的作用。我這裏說的是互斥鎖，其實是泛指linux中所有的鎖機製。我在這裏不講如果創建鎖，關於鎖的創建，網上代碼很多，我在這裏就不多說了。我要談一談一個讓所有剛剛接觸鎖機製的程序員都很困惑的問題：如何使用以及鎖機製在程序中是如何運作的。

 

 

為什麼要使用鎖

這個就比較簡單，linux裏麵，鎖的種類很多，包括互斥鎖，文件鎖，讀寫鎖······其實信號量說白了也是一種鎖。使用鎖的目的是達到同步的作用，使共享資源在同一時間內，隻有能有一個進程或者線程對他進行操作。

 

 

linux是如何通過鎖來實現對數據的保護和維護的

這個問題是我要將的重點。很多剛剛接觸鎖機製的程序員，都會犯這種錯誤。比如，此時有2個線程，分別是線程A，線程B。A和B共享了資源M。為了同步A和B，使得同一時刻，同意時刻，隻有一個線程對M操作。於是，很自然的會在A中對M資源先lock，等到A對M操作完畢之後，然後做一個操作unlock。B中則因為A加了鎖，B就直接操作M。這個時候，你會發現，B同樣可以操作到M。這個是為什麼呢？

 

我們利索當然的把檢測鎖的任務交給了操作係統，交給了內核。可以翻看APUE上對於所的講解，其中一部分是這麼寫的：

 

This mutual-exclusion mechanism works only if we design our threads to follow the same data-access rules. The operating system doesn't serialize access to data for us. If we allow one thread to access a shared resource without first acquiring a lock, then inconsistencies can occur even though the rest of our threads do acquire the lock before attempting to access the shared resource.


 

這裏This mutual-exclusion mechanism指的就是鎖機製。說的很清楚，隻有程序員設計線程的時候，都遵循同一種數據訪問規則，鎖機製才會起作用。操作係統不會為我們序列化數據訪問，也就是說，操作係統不會為我們擬定任何數據訪問順序，到底是A在先還是B在先，操作係統不會為我們規定。如果我們允許一個線程在沒有多的鎖(lock)之前，就對共享數據進行訪問操作，那麼，即使我們其他的線程都在訪問之前試圖去先鎖住資源(獲取鎖)，同樣會導致數據訪問不一致，即多個線程同時在操作共享資源。

    從上麵文字可以看出，操作係統不會為我們去檢查，此時是不是有線程已經把資源鎖住了。為了使鎖能夠正常工作，為了保護共享資源，我們隻有在設計線程的時候，所有線程都用同一種方法去訪問共享數據，也就是訪問數據之前，務必先獲取鎖，然後再操作，操作完之後要解鎖(unlock)。操作係統提供鎖機製，就是提供了一種所有程序員都必須遵循的規範。而不是說我們鎖住資源，其他線程訪問共享資源的時候，讓操作係統去為我們檢查數據是否有其他的線程在操作。

 

 

 

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最後更新：2017-04-02 06:51:23

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