操作系統(tǒng)鎖

操作系統(tǒng)鎖

　　操作系統(tǒng)的鎖機(jī)制能夠保證多線程平穩(wěn)運(yùn)行。下面由學(xué)習(xí)啦小編為大家整理了操作系統(tǒng)的鎖的相關(guān)知識，希望對大家有幫助!

　　操作系統(tǒng)鎖機(jī)制說明

　　在多線程編程中，操作系統(tǒng)引入了鎖機(jī)制。通過鎖機(jī)制，能夠保證在多核多線程環(huán)境中，在某一個時間點(diǎn)上，只能有一個線程進(jìn)入臨界區(qū)代碼，從而保證臨界區(qū)中操作數(shù)據(jù)的一致性。

　　所謂的鎖，可以理解為內(nèi)存中的一個整型數(shù)，擁有兩種狀態(tài)：空閑狀態(tài)和上鎖狀態(tài)。加鎖時，判斷鎖是否空閑，如果空閑，修改為上鎖狀態(tài)，返回成功;如果已經(jīng)上鎖，則返回失敗。解鎖時，則把鎖狀態(tài)修改為空閑狀態(tài)。

　　加鎖過程用如下偽碼表示：

　　1、read lock;

　　2、判斷l(xiāng)ock狀態(tài);

　　3、如果已經(jīng)加鎖，失敗返回;

　　4、把鎖狀態(tài)設(shè)置為上鎖;

　　5、返回成功。

　　雖然每一步是原子性的，但是每一步之間卻是可以中斷的。比如進(jìn)程A在執(zhí)行完2后發(fā)生中斷，中斷中進(jìn)程B也執(zhí)行了加鎖過程，返回中斷后就會發(fā)生兩個進(jìn)程都會加鎖。

　　對于這個問題，計(jì)算機(jī)已經(jīng)解決，方法是采用原子級匯編指令test and set 和swap。

　　參考：操作系統(tǒng)死鎖的相關(guān)知識

　　死鎖的概念.

　　死鎖: 是指兩個或兩個以上的進(jìn)程在執(zhí)行過程中,因爭奪資源而造成的一種互相等待的現(xiàn)象,若無外力作用,它們都將無法推進(jìn)下去.此時稱系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)或系統(tǒng)產(chǎn)生了死鎖,這些永遠(yuǎn)在互相等待的進(jìn)程稱為死鎖進(jìn)程.

　　比如 兩只羊過獨(dú)木橋。進(jìn)程比作羊，資源比作橋。若兩只羊互不相讓，爭著過橋，就產(chǎn)生死鎖。

　　死鎖的原因.

　　主要原因(1) 因?yàn)橄到y(tǒng)資源不足。(2) 進(jìn)程運(yùn)行推進(jìn)的順序不合適，保證有先后順序。(3) 資源分配不當(dāng)?shù)取?/p>

　　死鎖的必要條件.

　　產(chǎn)生死鎖的四個必要條件：

　　(1) 互斥條件：一個資源每次只能被一個進(jìn)程使用。

　　(2) 請求與保持條件：一個進(jìn)程因請求資源而阻塞時，對已獲得的資源保持不放。

　　(3) 不剝奪條件： 進(jìn)程已獲得的資源，在末使用完之前，不能強(qiáng)行剝奪。

　　(4) 循環(huán)等待條件：若干進(jìn)程之間形成一種頭尾相接的循環(huán)等待資源關(guān)系。存在一個進(jìn)程等待序列{P1，P2，…，Pn}，其中P1等待P2所占有的某一資源，P2等待P3所占有的某一 源，……，而Pn等待P1所占有的的某一資源，形成一個進(jìn)程循環(huán)等待環(huán)。

　　這四個條件是死鎖的必要條件，只要系統(tǒng)發(fā)生死鎖，這些條件必然成立，而只要上述條件之一不滿足，就不會發(fā)生死鎖。

　　解決死鎖的四個方式.

　　1)忽略該問題。例如鴕鳥算法，該算法可以應(yīng)用在極少發(fā)生死鎖的的情況下。為什么叫鴕鳥算法呢，(鴕鳥策略)

　　2)檢測死鎖并且恢復(fù)。(檢測與解除策略)

　　3)仔細(xì)地對資源進(jìn)行動態(tài)分配，以避免死鎖。(避免策略)

　　4)通過破除死鎖四個必要條件之一，來防止死鎖產(chǎn)生。(預(yù)防策略)

　　C++多線程開發(fā)中，容易出現(xiàn)死鎖導(dǎo)致程序掛起的現(xiàn)象。

　　解決步驟分為三步：

　　1、檢測死鎖線程。

　　2、打印線程信息。

　　3、修改死鎖程序。