教程攻略
自旋锁的自旋锁-原理?
一、自旋锁的自旋锁-原理?
自旋锁(Spin lock)
自旋锁与互斥锁有点类似,只是自旋锁不会引起调用者睡眠,如果自旋锁已经被别的执行单元保持,调用者就一直循环在那里看是
否该自旋锁的保持者已经释放了锁,"自旋"一词就是因此而得名。其作用是为了解决某项资源的互斥使用。因为自旋锁不会引起调用者睡眠,所以自旋锁的效率远
高于互斥锁。虽然它的效率比互斥锁高,但是它也有些不足之处:
1、自旋锁一直占用CPU,他在未获得锁的情况下,一直运行--自旋,所以占用着CPU,如果不能在很短的时 间内获得锁,这无疑会使CPU效率降低。
2、在用自旋锁时有可能造成死锁,当递归调用时有可能造成死锁,调用有些其他函数也可能造成死锁,如 copy_to_user()、copy_from_user()、kmalloc()等。
因此我们要慎重使用自旋锁,自旋锁只有在内核可抢占式或SMP的情况下才真正需要,在单CPU且不可抢占式的内核下,自旋锁的操作为空操作。自旋锁适用于锁使用者保持锁时间比较短的情况下。
两种锁的加锁原理
互斥锁:线程会从sleep(加锁)——>running(解锁),过程中有上下文的切换,cpu的抢占,信号的发送等开销。
自旋锁:线程一直是running(加锁——>解锁),死循环检测锁的标志位,机制不复杂。
互斥锁属于sleep-waiting类型的锁。例如在一个双核的机器上有两个线程(线程A和线程B),它们分别运行在Core0和
Core1上。假设线程A想要通过pthread_mutex_lock操作去得到一个临界区的锁,而此时这个锁正被线程B所持有,那么线程A就会被阻塞
二、自锁螺丝编程教程视频大全
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结语
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三、自旋锁使用举例?
1 2 当多个线程需要同时访问共享资源时,为了保证操作的原子性和线程间同步,需要使用锁进行保护。其中自旋锁是一种基于忙等待的锁,当线程尝试获取锁时,如果锁已经被占用,线程就会不断地循环检测锁的状态直到获取到锁为止。自旋锁的使用可以避免线程切换带来的系统开销,提高程序的性能。3 例如,在一个高并发的web服务器中,当多个线程需要同时访问共享的全局计数器时,可以使用自旋锁进行保护。当一个线程访问并占用了计数器,其他线程便可以通过自旋等待直到该线程释放锁,再继续进行计数器的访问。这样可以保证计数器的操作是线程安全的,并且避免了线程切换的开销。
四、互斥锁和自旋锁的区别?
互斥锁和自旋锁都是线程同步的机制,但它们在实现和使用上有一些不同:
1. 实现方式不同:互斥锁需要在内核态和用户态之间进行上下文切换,因此开销比较大,而自旋锁是在用户态下执行,不需要上下文切换,因此效率比互斥锁高。
2. 锁的获取方式不同:当互斥锁被占用时,线程会被挂起,直到锁被释放,线程被唤醒。而当自旋锁被占用时,线程会进入一个忙等待的状态,一直等到锁被释放才会结束忙等待。
3. 互斥锁可用于不同进程之间的同步,而自旋锁只能在同一进程中使用。
4. 自旋锁适用于轻量级的锁,对于持有时间比较短的锁,使用自旋锁更为适合;而互斥锁适用于重量级的锁,对于持有时间较长的锁,使用互斥锁更为适合。
总体来说,互斥锁和自旋锁各有优缺点,需要根据具体的场景选择。
五、自旋锁正确的说法有?
自旋锁是专为防止多处理器并发而引入的一种锁,它在内核中大量应用于中断处理等部分(对于单处理器来说,防止中断处理中的并发可简单采用关闭中断的方式,即在标志寄存器中关闭/打开中断标志位,不需要自旋锁)。
何谓自旋锁?它是为实现保护共享资源而提出一种锁机制。其实,自旋锁与互斥锁比较类似,它们都是为了解决对某项资源的互斥使用。无论是互斥锁,还是自旋锁,在任何时刻,最多只能有一个保持者,也就说,在任何时刻最多只能有一个执行单元获得锁。但是两者在调度机制上略有不同。对于互斥锁,如果资源已经被占用,资源申请者只能进入睡眠状态。但是自旋锁不会引起调用者睡眠,如果自旋锁已经被别的执行单元保持,调用者就一直循环在那里看是否该自旋锁的保持者已经释放了锁,"自旋"一词就是因此而得名。
六、自旋锁的底层实现原理?
自旋锁底层实现原理是基于多处理器系统中的原子操作,即在多处理器系统中,一个处理器可以在一个原子操作中完成多个操作,而其他处理器在这个原子操作完成之前不能进行任何操作。自旋锁的实现原理是,当一个处理器想要访问共享资源时,它会尝试去获取自旋锁,如果获取成功,则可以访问共享资源,如果获取失败,则会一直循环尝试获取自旋锁,直到获取成功为止。
七、什么是条件锁,读写锁,自旋锁,可重入锁?
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自旋锁(Spin lock)
自旋锁与互斥锁有点类似,只是自旋锁不会引起调用者睡眠,如果自旋锁已经被别的执行单元保持,调用者就一直循环在那里看是
否该自旋锁的保持者已经释放了锁,"自旋"一词就是因此而得名。其作用是为了解决某项资源的互斥使用。因为自旋锁不会引起调用者睡眠,所以自旋锁的效率远
高于互斥锁。虽然它的效率比互斥锁高,但是它也有些不足之处:
1、自旋锁一直占用CPU,他在未获得锁的情况下,一直运行--自旋,所以占用着CPU,如果不能在很短的时 间内获得锁,这无疑会使CPU效率降低。
2、在用自旋锁时有可能造成死锁,当递归调用时有可能造成死锁,调用有些其他函数也可能造成死锁,如 copy_to_user()、copy_from_user()、kmalloc()等。
因此我们要慎重使用自旋锁,自旋锁只有在内核可抢占式或SMP的情况下才真正需要,在单CPU且不可抢占式的内核下,自旋锁的操作为空操作。自旋锁适用于锁使用者保持锁时间比较短的情况下。
两种锁的加锁原理
互斥锁:线程会从sleep(加锁)——>running(解锁),过程中有上下文的切换,cpu的抢占,信号的发送等开销。
自旋锁:线程一直是running(加锁——>解锁),死循环检测锁的标志位,机制不复杂。
互斥锁属于sleep-waiting类型的锁。例如在一个双核的机器上有两个线程(线程A和线程B),它们分别运行在Core0和
Core1上。假设线程A想要通过pthread_mutex_lock操作去得到一个临界区的锁,而此时这个锁正被线程B所持有,那么线程A就会被阻塞
(blocking),Core0 会在此时进行上下文切换(Context
Switch)将线程A置于等待队列中,此时Core0就可以运行其他的任务(例如另一个线程C)而不必进行忙等待。而自旋锁则不然,它属于busy-waiting类型的锁,如果线程A是使用pthread_spin_lock操作去请求锁,那么线程A就会一直在
Core0上进行忙等待并不停的进行锁请求,直到得到这个锁为止。
两种锁的区别
互斥锁的起始原始开销要高于自旋锁,但是基本是一劳永逸,临界区持锁时间的大小并不会对互斥锁的开销造成影响,而自旋锁是死循环检测,加锁全程消耗cpu,起始开销虽然低于互斥锁,但是随着持锁时间,加锁的开销是线性增长。
两种锁的应用
互斥锁用于临界区持锁时间比较长的操作,比如下面这些情况都可以考虑
1 临界区有IO操作
2 临界区代码复杂或者循环量大
3 临界区竞争非常激烈
4 单核处理器
至于自旋锁就主要用在临界区持锁时间非常短且CPU资源不紧张的情况下,自旋锁一般用于多核的服务器。
lock与Syntronized的区别
转自自:
java并发之Lock与synchronized的区别
1)Lock是一个接口,而synchronized是Java中的关键字,synchronized是内置的语言实现;
2)synchronized在发生异常时,会自动释放线程占有的锁,因此不会导致死锁现象发生;而Lock在发生异常时,如果没有主动通过unLock()去释放锁,则很可能造成死锁现象,因此使用Lock时需要在finally块中释放锁;
3)Lock可以让等待锁的线程响应中断,而synchronized却不行,使用synchronized时,等待的线程会一直等待下去,不能够响应中断;
4)通过Lock可以知道有没有成功获取锁,而synchronized却无法办到。
5)Lock可以提高多个线程进行读操作的效率。
在性能上来说,如果竞争资源不激烈,两者的性能是差不多的,而当竞争资源非常激烈时(即有大量线程同时竞争),此时Lock的性能要远远优于synchronized。所以说,在具体使用时要根据适当情况选择。
两者在锁的相关概念上区别:
1.可重入锁
如果锁具备可重入性,则称作为可重入锁。像synchronized和ReentrantLock都是可重入锁,可重入性在我看来实际上表明了锁的分配机制:基于线程的分配,而不是基于方法调用的分配。举个简单的例子,当一个线程执行到某个synchronized方法时,比如说method1,而在method1中会调用另外一个synchronized方法method2,此时线程不必重新去申请锁,而是可以直接执行方法method2。
看下面这段代码就明白了:
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class MyClass
{
public synchronized void method1()
{
method2();
}
public synchronized void method2()
{
}
}
上述代码中的两个方法method1和method2都用synchronized修饰了,假如某一时刻,线程A执行到了method1,此时线程A获取了这个对象的锁,而由于method2也是synchronized方法,假如synchronized不具备可重入性,此时线程A需要重新申请锁。但是这就会造成一个问题,因为线程A已经持有了该对象的锁,而又在申请获取该对象的锁,这样就会线程A一直等待永远不会获取到的锁。
而由于synchronized和Lock都具备可重入性,所以不会发生上述现象。
2.可中断锁
可中断锁:顾名思义,就是可以相应中断的锁。
在Java中,synchronized就不是可中断锁,而Lock是可中断锁。
如果某一线程A正在执行锁中的代码,另一线程B正在等待获取该锁,可能由于等待时间过长,线程B不想等待了,想先处理其他事情,我们可以让它中断自己或者在别的线程中中断它,这种就是可中断锁。
在前面演示lockInterruptibly()的用法时已经体现了Lock的可中断性。
3.公平锁
公平锁即尽量以请求锁的顺序来获取锁。比如同是有多个线程在等待一个锁,当这个锁被释放时,等待时间最久的线程(最先请求的线程)会获得该所,这种就是公平锁。
非公平锁即无法保证锁的获取是按照请求锁的顺序进行的。这样就可能导致某个或者一些线程永远获取不到锁。
在Java中,synchronized就是非公平锁,它无法保证等待的线程获取锁的顺序。
而对于ReentrantLock和ReentrantReadWriteLock,它默认情况下是非公平锁,但是可以设置为公平锁。
看一下这2个类的源代码就清楚了:
在ReentrantLock中定义了2个静态内部类,一个是NotFairSync,一个是FairSync,分别用来实现非公平锁和公平锁。
我们可以在创建ReentrantLock对象时,通过以下方式来设置锁的公平性:
1
ReentrantLock
lock = new ReentrantLock(true);
如果参数为true表示为公平锁,为fasle为非公平锁。默认情况下,如果使用无参构造器,则是非公平锁。
另外在ReentrantLock类中定义了很多方法,比如:
isFair() //判断锁是否是公平锁
isLocked() //判断锁是否被任何线程获取了
isHeldByCurrentThread() //判断锁是否被当前线程获取了
hasQueuedThreads() //判断是否有线程在等待该锁
在ReentrantReadWriteLock中也有类似的方法,同样也可以设置为公平锁和非公平锁。不过要记住,ReentrantReadWriteLock并未实现Lock接口,它实现的是ReadWriteLock接口。
4.读写锁
读写锁将对一个资源(比如文件)的访问分成了2个锁,一个读锁和一个写锁。
正因为有了读写锁,才使得多个线程之间的读操作不会发生冲突。
ReadWriteLock就是读写锁,它是一个接口,ReentrantReadWriteLock实现了这个接口。
可以通过readLock()获取读锁,通过writeLock()获取写锁。
性能比较
在JDK1.5中,synchronized是性能低效的。因为这是一个重量级操作,它对性能最大的影响是阻塞的是实现,挂起线程和恢复线程的操作都需要转入内核态中完成,这些操作给系统的并发性带来了很大的压力。相比之下使用Java提供的Lock对象,性能更高一些。Brian
Goetz对这两种锁在JDK1.5、单核处理器及双Xeon处理器环境下做了一组吞吐量对比的实验,发现多线程环境下,synchronized的吞吐量下降的非常严重,而ReentrankLock则能基本保持在同一个比较稳定的水平上。但与其说ReetrantLock性能好,倒不如说synchronized还有非常大的优化余地,于是到了JDK1.6,发生了变化,对synchronize加入了很多优化措施,有自适应自旋,锁消除,锁粗化,轻量级锁,偏向锁等等。导致在JDK1.6上synchronize的性能并不比Lock差。官方也表示,他们也更支持synchronize,在未来的版本中还有优化余地,所以还是提倡在synchronized能实现需求的情况下,优先考虑使用synchronized来进行同步。
八、自锁螺丝编程教程图解大全
自锁螺丝编程教程图解大全
自锁螺丝是一种常见且广泛应用于各个领域的螺丝产品,其独特的设计让它在装配过程中起到非常重要的作用。自锁螺丝不仅能够有效固定零部件,还能够防止由于振动等外力导致的松动,提高了装配的可靠性和安全性。在各种机械设备、汽车、航空航天等行业中都有着广泛的应用。
要正确使用自锁螺丝,首先需要了解其编程原理和使用方法。本篇教程将详细介绍自锁螺丝的编程教程,并配以图解,帮助读者快速掌握相关知识。通过学习本教程,您将能够更加准确地安装和使用自锁螺丝,提高工作效率和质量。
第一章:自锁螺丝的原理
自锁螺丝的原理主要是通过螺纹设计和特殊结构来实现的。通常,自锁螺丝的螺纹内侧会有一些附加构件,如塑料垫圈、金属环等,这些构件可以在安装过程中形成一定的摩擦力,使螺丝在安装后不易松动。此外,自锁螺丝还可以通过特殊的结构设计,在一定程度上防止松动。
自锁螺丝的原理虽然简单,但是需要在实际应用中注意一些细节。比如,在选择自锁螺丝时,要根据实际需要选择合适的规格和型号;在安装过程中,要注意螺丝的拧紧力度,避免过紧或过松;同时,还要注意螺纹的清洁和润滑,以确保自锁螺丝的正常使用。
第二章:自锁螺丝的选择
在实际使用中,需要根据不同的情况选择合适的自锁螺丝。通常,自锁螺丝的选择主要包括以下几个方面:
- 材质:自锁螺丝的材质通常包括不锈钢、合金钢、碳钢等,需要根据使用环境和要求选择合适的材质。
- 规格:自锁螺丝的规格有很多种,并且每种规格适用于不同的情况,需要根据实际需要选择合适的规格。
- 结构:自锁螺丝的结构多样,有内螺纹、外螺纹等不同类型,需要根据安装位置和要求选择合适的结构。
- 耐腐蚀性:在一些特殊环境中,如高温、高压、腐蚀性较强的场合,需要选择具有良好耐腐蚀性能的自锁螺丝。
通过合理选择自锁螺丝,可以有效提高装配效率和质量,减少可能出现的安全隐患。
第三章:自锁螺丝的安装
正确的安装是保证自锁螺丝正常使用的关键。在安装自锁螺丝时,需要注意以下几个步骤:
- 清洁:在安装前,要确保安装位置的螺纹干净,无杂物;同时要清洁自锁螺丝,确保螺丝表面光滑。
- 调整力度:在拧装自锁螺丝时,要根据螺丝的规格和要求,合理调节拧紧力度,避免过紧或过松。
- 检查:安装完成后,要对自锁螺丝进行检查,确保安装正确,螺丝未松动,保证使用安全。
通过正确的安装操作,可以确保自锁螺丝的正常使用,提高工作效率和安全性。
结语
自锁螺丝作为一种重要的装配元件,在各个行业中起着至关重要的作用。通过学习本教程,相信读者对自锁螺丝的原理、选择和安装有了更深入的了解。在实际工作中,要注意细节,合理选择自锁螺丝,并正确安装和使用,以确保工作效率和安全性。
九、防盗锁编程教程图片大全
防盗锁编程教程图片大全
防盗锁简介
防盗锁,即指防盗门锁,是用于保护家庭、商业场所等安全的一种重要装置。随着科技的发展,现代防盗锁不再仅限于传统的物理钥匙,更多地采用数字化、智能化的技术。使用防盗锁可以有效提升安全性,让我们的生活更加安心和便捷。
防盗锁编程教程
防盗锁编程是指对防盗锁进行设置、调整以及管理的过程。不同品牌、型号的防盗锁可能存在一定差异,因此在进行编程前需要仔细阅读相应的使用说明书。以下将介绍通用的防盗锁编程步骤,帮助您更好地使用和管理您的防盗锁。
防盗锁编程步骤
- 确认您具备进行编程的权限和操作资格。
- 准备好用户手册或相关资料,确保您了解防盗锁的基本功能和操作方式。
- 根据需要,选择合适的编程模式和设置项。
- 按照用户手册的指引,依次进行编程设置。
- 确认设置无误后,保存并退出编程模式。
防盗锁编程技巧
在进行防盗锁编程时,有一些技巧和注意事项可以帮助您顺利完成任务:
- 谨慎操作,避免误将防盗锁设置失效。
- 定期更新防盗锁的密码和设置,提升安全性。
- 遇到问题时,及时查阅用户手册或寻求专业帮助。
- 保护好编程设备,避免泄露个人信息。
防盗锁编程教程图片大全
以下是防盗锁编程过程中常见设置项和操作步骤的图片大全,希望能为您在使用防盗锁时提供一些参考和帮助:
图片1: 防盗锁编程设置界面示意图
图片2: 防盗锁编程密码修改步骤图解
图片3: 防盗锁编程模式选择操作示例
图片4: 防盗锁编程保存设置成功提示截图
希望以上图片能够帮助您更好地理解和掌握防盗锁的编程过程。祝您使用愉快,安全放心!
十、spinlock自旋锁是如何实现的?
在 x86 平台上,spinlock 主要通过处理器的 lock 指令前缀实现当某个线程的一条指令访问某个内存的时候,其他的线程的指令无法访问该内存的功能。
因此在 spinlock 初始化阶段,将锁变量中的值某个值 k 赋为1。
在加锁的时候,使用 lock decl (%eax) 指令互斥地将该变量变成0,并且将结果是否问0 赋值给 EFLAGS寄存器 的对应位。
只有加上锁的线程才会结果才是0,其他线程的结果不是0。接着通过判断该对应位判断是否加上锁。如果没有加上,则循环执行 lock decl (%eax),直到加上为止。其中 %eax 是这个变量的地址。这里用的是gcc 的AT&T语法的汇编。
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