并发访问：多个内核路径同时访问和操作数据，就有可能发生相互覆盖共享数据的情况，造成被访问数据的不一致。

临界区：访问和操作共享数据的代码段。

并发源：访问临界区的执行线程或代码路径。

在内核中产生并发访问的主要有如下4种：

  • 中断和异常：中断发生后，中断处理程序和被中断的进程之间有可能产生并发访问。中断<==>被中断的线程
  • 软中断和tasklet：软中断或者tasklet随时可能会被调度执行，从而打断当前正在执行的进程上下文。软中断<==>进程上下文
  • 内核抢占：调度器支持可抢占特性，会导致进程和进程之间的并发访问。进程<==>进程
  • 多处理器并发执行：多处理器上可以同时运行多个进程。A处理器进程<==>B处理器进程

对于单处理器系统，主要有一下并发源：(硬中断 > 软中断和tasklet > 进程上下文)

  • 中断处理程序可以打断软中断、tasklet和进程上下文。
  • 软中断和tasklet之间不会并发，但是可以打断进程上下文的执行。
  • 在支持抢占的内核中，进程上下文之间会并发。
  • 在不支持抢占的内核中，进程上下文之间不会产生并发。

对于SMP系统，有如下并发情况：

  • 同一类型的中断处理程序不会并发，但是不同类型的中断有可能送达到不同的CPU上，因此不同类型的中断处理程序可能会存在并发执行。
  • 同一类型的软中断会在不同的CPU上并发执行。
  • 同一类型的tasklet是串行执行的，不会在多个CPU上并发。
  • 不同CPU上的进程上下文会并发。

并发保护的是资源或者数据，而不是保护代码；包括静态局部变量、全局变量、共享的数据结构、缓存、链表、红黑树等各种形式的资源数据。

下面是本专题展开的章节：

《Linux并发与同步专题 (1)原子操作和内存屏障》

《Linux并发与同步专题 (2)spinlock》

《Linux并发与同步专题 (3) 信号量》

《Linux并发与同步专题 (4) Mutex互斥量》

《Linux并发与同步专题 (5) 读写锁》

《Linux并发与同步专题 (6) RCU》

《Linux并发与同步专题 (7) 内存管理中的锁》

《Linux并发与同步专题 (8) 最新更新与展望》

 

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