operating-system - 如何在多核上实现锁

Question

对于单处理器，锁定算法非常简单。

Lock(threadID) {
  Disable Interrupts
  If lock is already owned by same thread{
    Restore Interrupts
    return
  }
  if lock is free {
    make lock busy
    set current thread as the owner of the lock
  }
  else {
     add threadID to the lock queue.
  }
  Restore Interrupts
  return
}

但是我们如何在多处理器/多核系统中实现这段代码。如果 2 个内核/进程尝试为不同的进程提供相同的锁怎么办。

Answer 1

互斥锁一般用 atomic operations 实现在单个内存值上。例如，当 0 时，锁可以是一个空闲的单词。并锁定时 1 .为了获得锁，处理器将锁定内存总线(因此其他处理器无法读取或写入内存)，读取该字的最新值，将其设置为 1如果是 0 ，并解锁内存总线。解锁的话可以设置为0 .

这是一个简单的例子，没有解决当锁被竞争时会发生什么。不同的操作系统使用不同的机制来处理。 Linux 使用一种叫做 futexes 的东西.我不确定 Windows 或 Mac 是做什么的。

尽管您发布的算法是正确的，但非内核代码无法禁用 CPU 中断，因此即使在单核上，用户空间代码也倾向于使用原子操作。