linux互斥量 linux同步互斥机制有哪些

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本文目录一览：

1、linux下信号量和互斥锁的区别
2、「技术干货」Linux内核中的互斥量——Mutex锁
3、详解Linux多线程中互斥锁、读写锁、自旋锁、条件变量、信号量

linux下信号量和互斥锁的区别

1、信号量与互斥锁之间的区别：互斥量用于线程的互斥，信号量用于线程的同步。这是互斥量和信号量的根本区别，也就是互斥和同步之间的区别。互斥：是指某一资源同时只允许一个访问者对其进行访问，具有唯一性和排它性。但互斥无法限制访问者对资源的访问顺序，即访问是无序的。

2、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。我记得以前做的一个项目就是既有semtake，又有lock。

3、总的来说，信号量和互斥锁都是操作系统提供的重要同步机制，用于实现线程间的互斥访问共享资源。它们在不同的应用场景中都有广泛的用途，是确保多线程程序正确性和性能的关键工具。

4、信号量适用于进程间或线程间通信，互斥锁主要用于线程间通信。

5、**原子锁/自旋锁（CPU）**：针对多核环境，原子变量提供了总线级的原子操作，如x86的Lock指令，用于保护共享数据。自旋锁则用于忙等待，一旦锁被占用，线程会循环等待直到获取，适用于快速响应场景，但需控制粒度以避免CPU资源浪费。

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「技术干货」Linux内核中的互斥量——Mutex锁

Linux内核中的互斥量（Mutex）是一种关键同步机制，它在保证串行执行的同时，与spinlock不同，当无法获取时，mutex会让线程进入阻塞状态。DEBUG_MUTEXES选项用于检测潜在的误用，确保正确使用。mutex的工作原理涉及状态标记、等待队列和乐观自旋队列（Osq）。

为了保证系统的稳定运行并有效协调线程间共享资源的访问，Linux系统提供了一种称为互斥量mutex的同步机制。互斥锁是一种建议锁（协同锁）的机制，可有效防止多线程同时访问共享资源，防止数据混乱。具体来说，互斥量实现的方式为：线程在进行共享资源的读写操作前，必须先尝试加锁。

Linux内核中的Mutex锁是一种严格定义的互斥机制，其核心特性包括：一次仅允许一个任务持有锁，且只有持有者能释放。不允许多次或递归释放，必须通过API初始化，不能直接拷贝或memset。任务在持锁期间不能退出，且锁本身不能被释放或覆盖。

初始化锁。在Linux下，线程的互斥量数据类型是pthread_mutex_t。在使用前，要对它进行初始化。静态分配：pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER；动态分配：int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *mutex， const pthread_mutex_attr_t *mutexattr)；加锁。

加锁不是给线程上锁。pthread_mutex_lock(&qlock)；表示尝试去把qlock上锁，它会先判断qlock是否已经上锁，如果已经上锁这个线程就会停在这一步直到其他线程把锁解开。它才继续运行。所以代码中要么是线程1先执行完后执行线程2，要么就是线程2先执行，再执行线程而线程3一开始就执行了。

详解Linux多线程中互斥锁、读写锁、自旋锁、条件变量、信号量

自旋锁是一种轻量级的锁机制，当线程发现其他线程已持有锁时，它不会进入休眠状态，而是循环检查锁状态，直至获得锁。自旋锁适用于锁持有时间较短的场景。条件变量用于线程同步，线程在改变条件状态前先锁住互斥量，若条件为假则线程自动阻塞，等待条件改变；若条件为真，则唤醒等待线程。

**原子锁/自旋锁（CPU）**：针对多核环境，原子变量提供了总线级的原子操作，如x86的Lock指令，用于保护共享数据。自旋锁则用于忙等待，一旦锁被占用，线程会循环等待直到获取，适用于快速响应场景，但需控制粒度以避免CPU资源浪费。

常见的操作系统锁包括互斥锁（Mutex）、读写锁（ReadWrite Lock）、自旋锁（Spinlock）、信号量（Semaphore）等。互斥锁（Mutex）：互斥锁是最常见的一种锁，用于保护共享资源，防止多个线程同时访问导致的数据不一致问题。当一个线程获取了互斥锁后，其他试图获取该锁的线程将会被阻塞，直到锁被释放。

Linux系统中，实现线程同步的方式大致分为六种，其中包括：互斥锁、自旋锁、信号量、条件变量、读写锁、屏障。其中最常用的线程同步方式就是互斥锁、自旋锁、信号量。

条件变量的关键在于业务逻辑的触发和同步，这是操作系统无法直接管理的。读写锁则是为了优化特定场景而设计的，它允许多个读线程同时访问，但写线程必须独占。

让出CPU给其他线程，避免无谓的等待。读写锁（readers-writer lock）允许同时有多个读者访问，但写操作需要独占资源。读写锁可以使用互斥器或自旋锁实现，但需要额外管理读者数量，导致一定的性能开销。读写锁虽提供优化，但在许多场景下，直接使用互斥器可能是更简单且有效的选择。