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linux是目前使用范圍最廣泛的操作系統(tǒng),它有較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性和一定的并發(fā)性能,因此在Linux平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間同步十分有必要。Linux下實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間同步的方法有很多,主要分為兩大類(lèi):一類(lèi)是基于原子操作的進(jìn)程同步,如自旋鎖、互斥鎖、信號(hào)量等;另一類(lèi)是基于條件變量的進(jìn)程同步,如管程/信號(hào)燈法、屏障、讀-寫(xiě)鎖等。

### 一、基于原子操作的進(jìn)程同步
**1. 自旋鎖**
自旋鎖是Linux下最簡(jiǎn)單也是最常用的一種進(jìn)程同步手段,它根據(jù)原子操作的指令(如Test-and-Set)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)共享資源的搶占,并在搶占到資源之后進(jìn)行使用,并期望搶占到資源的時(shí)間越短越好。在Linux中,可以通過(guò)調(diào)用atomic_t變量的宏函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)自旋鎖,如實(shí)現(xiàn)自旋鎖的以下代碼:
atomic_t lock;
atomic_set(&lock, 1);
while(atomic_t_test_and_set(&lock))
;
//處理同步資源
atomic_clear(&lock);
**2. 互斥鎖**
互斥鎖也是Linux下一種常用的進(jìn)程同步手段,它主要是使用系統(tǒng)調(diào)用pthread_mutex_lock來(lái)加鎖,并使用pthread_mutex_unlock來(lái)釋放鎖,也可以直接使用宏完成pthread_mutex_lock和pthread_mutex_unlock的操作。如使用mutex進(jìn)行線程的同步的以下代碼:
pthread_mutex_t mutex;
pthread_mutex_init(&mutex, NULL);
pthread_mutex_lock(&mutex);
//處理同步資源
pthread_mutex_unlock(&mutex);
pthread_mutex_destroy(&mutex);
**3. 信號(hào)量**
信號(hào)量也是Linux下一種常用的進(jìn)程同步手段,它主要是使用系統(tǒng)調(diào)用sem_wait和sem_post來(lái)加鎖和釋放鎖,也可以直接使用宏完成sem_wait和sem_post的操作。如使用信號(hào)量進(jìn)行線程同步的以下代碼:
sem_t sem;
sem_init(&sem, 0, 0);
//處理同步資源
sem_post(&sem);
sem_destroy(&sem);
### 二、基于條件變量的進(jìn)程同步
**1. 管程/信號(hào)燈法**
管程/信號(hào)燈法是Linux下實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間同步的一種經(jīng)典方法,它根據(jù)管程中的進(jìn)程狀態(tài)來(lái)判斷是否允許進(jìn)程進(jìn)入和退出管程,并使用信號(hào)量計(jì)數(shù)來(lái)表示管程的資源,限制多個(gè)進(jìn)程同時(shí)使用管程中的資源。在Linux中,可以通過(guò)調(diào)用條件變量的pthread_cond_wait、pthread_cond_signal和pthread_cond_broadcast函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)管程/信號(hào)燈法,如實(shí)現(xiàn)管程法的以下代碼:
pthread_mutex_t mutex;
pthread_cond_t cond;
int resource = 10;
pthread_mutex_init(&mutex, NULL);
pthread_cond_init(&cond, NULL);
while (resource > 0) {
pthread_mutex_lock(&mutex);
while (resource == 0)
pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
//處理同步資源
resource--;
pthread_cond_signal(&cond);
pthread_mutex_unlock(&mutex);
}
pthread_mutex_destroy(&mutex);
pthread_cond_destroy(&cond);
**2. 屏障**
屏障是Linux下的另一種常用的同步手段,它主要實(shí)現(xiàn)的是一種阻塞式的同步,在到達(dá)某個(gè)指定的屏障點(diǎn)時(shí),所有的進(jìn)程都會(huì)同時(shí)阻塞,直到線程池中所有的線程都到達(dá)屏障點(diǎn),然后所有的線程才會(huì)同時(shí)繼續(xù)執(zhí)行。在Linux中,可以通過(guò)調(diào)用pthread_barrier_wait來(lái)實(shí)現(xiàn)屏障,如實(shí)現(xiàn)屏障的以下代碼:
pthread_barrier_t barrier;
pthread_barrier_init(&barrier, NULL, 4);
//模擬多個(gè)
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