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linux作為操作系統(tǒng)，要保證各個應用程序之間的活動的一致性，就必須引入鎖的概念，提供進程臨界資源的訪問控制功能，防止多個進程間的相互干擾。鎖的實現(xiàn)就構(gòu)成了Linux系統(tǒng)的核心技術(shù)。下面將詳細介紹Linux系統(tǒng)中的各種鎖以及對鎖的研究。
Linux系統(tǒng)中的鎖種類主要有原子鎖、文件鎖、延遲鎖、自旋鎖和內(nèi)核鎖等，它們都有不同的功能和特性，下面將分別研究這幾種鎖。
首先是原子鎖，它是使用內(nèi)核原子操作來實現(xiàn)的一種經(jīng)典鎖。原子操作按位設(shè)置標志的的變量，他的本質(zhì)是一個無鎖的原子對象，執(zhí)行指令的時候不會遇到任何專門的鎖指令，也不會被中斷。原子鎖在實現(xiàn)上比較簡單，但是需要經(jīng)常進行原子比較交換操作，因此占用了大量的CPU性能資源。
其次是文件鎖，是一種為文件系統(tǒng)提供在文件層面上訪問控制的機制，它可以保證多個進程同時寫入一個文件時對它的正確性和更新性。此外，文件鎖還可以用于死鎖恢復類型的程序，確保多個程序的一致性。
接下來是延遲鎖，它是應用于多處理器系統(tǒng)的一種鎖，它可以保證當一個進程進入臨界區(qū)時，其他進程只能持續(xù)等待，不能繼續(xù)執(zhí)行。他的實現(xiàn)原理是禁止一個處理器執(zhí)行在其他處理器上鎖定的頁面上的代碼，直到為此處理器上鎖該頁面的處理器時才允許它執(zhí)行該頁面上的代碼。
下面是自旋鎖，它是在特定場景中使用的一種鎖，它會自旋嘗試獲取鎖，直到成功獲取鎖，或者超出設(shè)置的最大嘗試次數(shù)。使用這種鎖時，被鎖定線程不會主動進入睡眠狀態(tài)，這樣當其他線程釋放鎖時，它可以立即識別釋放，并及時獲得鎖，而不用等待操作系統(tǒng)的調(diào)度。
最后介紹的是內(nèi)核鎖，它是為了保護內(nèi)核空間的安全性來實現(xiàn)的一種鎖，可以保證多個進程在多處理器環(huán)境下，對同一個內(nèi)核數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的正確性和一致性?，F(xiàn)代操作系統(tǒng)經(jīng)常使用這種鎖，來避免多個程序?qū)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)做出錯誤的訪問。
以上是Linux系統(tǒng)中的幾種鎖的介紹，這幾種鎖在保證Linux系統(tǒng)的正確性和一致性方面都發(fā)揮了重要作用。研究鎖的技術(shù)涉及到操作系統(tǒng)的許多層次，如設(shè)計原子操作的算法，決定各個鎖的優(yōu)先級，建立進程的調(diào)度模型等，是一項極具挑戰(zhàn)性的工作。
綜上所述，Linux系統(tǒng)中的鎖種類子：原子鎖、文件鎖、延遲鎖、自旋鎖和內(nèi)核鎖，都是系統(tǒng)實現(xiàn)正確性和一致性的重要工具，在操作系統(tǒng)中得到了廣泛的使用。對Linux鎖的研究非常有必要，可以大大提高系統(tǒng)的性能，更好的服務(wù)于人類社會的發(fā)展。
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當前標題：Linux下的鎖種類及其研究（鎖的種類linux）
文章地址：http://fisionsoft.com.cn/article/dhpsijg.html
