linux内核同步

死锁：

死锁的产生需要一定的条件：要有一个或者多个执行线程和一个或者多个资源，每个线程都在等待其中一个资源，但所有的资源都已经别占用了，所有的线程都在相互等待，但他们永远不会释放已经占有的资源，于是任何线程都无法继续，这便意味着死锁的发生

死锁产生的条件：

1：资源不能被共享，只能由一个进程使用

2：请求与保持条件（Hold and wait）已经得到资源的进程可以再次申请新的资源

3：非剥夺条件（No Pre-emption）已经分配的资源不能被剥夺

4：循环等待（Circular Wait）：系统中若干进程组成环路，该环路中的每个进程都在等待相邻进程使用的资源

大部分内容取自：http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-synch/part1/index.html

参考《linux内核设计与实现》

linux中的内核同步机制：

1：原子操作

所谓原子操作，就是该操作绝不会在执行完毕前被任何其他任务或事件打断，也就说，它的最小的执行单位，不可能有比它更小的执行单位，因此这里的原子实际是使用了物理学里的物质微粒的概念。

原子操作需要硬件的支持，因此是架构相关的，其API和原子类型的定义都定义在内核源码树的include/asm/atomic.h文件中，它们都使用汇编语言实现，因为C语言并不能实现这样的操作。

原子操作主要用于实现资源计数，很多引用计数(refcnt)就是通过原子操作实现的。

原子类型定义如下：

typedef struct { volatile int counter; } atomic_t;

volatile修饰字段告诉gcc不要对该类型的数据做优化处理，对它的访问都是对内存的访问，而不是对寄存器的访问。

2：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。由于自旋锁使用者一般保持锁时间非常短，因此选择自旋而不是睡眠是非常必要的，自旋锁的效率远高于互斥锁。

自旋锁相当于坐在门外，等待同伴从房间里出来，并把钥匙交给你， 如果你到了门口发现房间里没人，就可以抓起钥匙进入，如果发现里边有人，就得在门外等待钥匙， 不断的检查房间是否为空。 钥匙就相当于自旋锁

有读写自旋锁，解决读写互斥问题 read_lock(),read_unlock(),write_lock(),write_unlock().

3:信号量

Linux内核的信号量在概念和原理上与用户态的System V的IPC机制信号量是一样的，但是它绝不可能在内核之外使用，因此它与System V的IPC机制信号量毫不相干。

信号量在创建时需要设置一个初始值，表示同时可以有几个任务可以访问该信号量保护的共享资源，初始值为1就变成互斥锁（Mutex），即同时只能有一个任务可以访问信号量保护的共享资源。一个任务要想访问共享资源，首先必须得到信号量，获取信号量的操作将把信号量的值减1，若当前信号量的值为负数，表明无法获得信号量，该任务必须挂起在该信号量的等待队列等待该信号量可用；若当前信号量的值为非负数，表示可以获得信号量，因而可以立刻访问被该信号量保护的共享资源。当任务访问完被信号量保护的共享资源后，必须释放信号量，释放信号量通过把信号量的值加1实现，如果信号量的值为非正数，表明有任务等待当前信号量，因此它也唤醒所有等待该信号量的任务。

与自旋锁的差别在于，等待的人不是在徘徊等待，而是把自己的名字写在等待表中，打盹去了，当房间里的人离开房间时，叫醒列表上第一个名字。这比自旋锁更好的利用了处理器的利用率，因为它没有把时间花在忙等待上，但是，信号量比自旋锁有了更大的开销。

读写信号量，对信号量进行了细分，要么读，要么写