操作系统中的锁
概述
在多线程操作中，为了保证数据的一致性，保证临界代码的安全性，操作系统引入了锁机制。通过锁机制，能够保证多核多进程环境下，某一个时间点，只有一个线程进入临界区代码，从而保证临界区中操作数据的一致性。
虽然不同的语言会提供不同的锁接口，但是底层调用的都是操作系统提供的锁，不同的高级语言只是在操作系统锁机制上进行了封装，要真正理解锁，还是得要看操作系统是怎么实现锁的。
锁的本质
锁，在内存中就是一个整型的数，不同的数值表示不同的状态，比如0表示加锁状态，1表示空闲状态。
加锁会有一定的操作：读内存表示锁的变量，判断锁的状态，加锁：如果已加锁，返回失败；如果修改数值成功，返回成功。上面的每句话对应一句汇编代码，但是整体上不是原子操作。
由于中断 和多核 可能导致两个进程同时达到锁。
- 中断：当线程A执行完第一步后，发生了中断，os调度线程B，线程B也来加锁并且加锁成功，此时又发生中断，OS调度线程A执行，从第二步开始，也加锁成功。
- 多核：多个核心他们的锁操作是没有干扰的。
解决
核心是把以上几个操作查值，判断，设置等作为一个原子操作。
（一）test and set指令
该指令将读取内存、判断和设置值作为一个原子操作。这是一个硬件操作，不会被中断。但是多核情况下不能解决。
（二）总线锁定和缓存一致性
（在cpu芯片上有一个HLOCK Pin，可以通过发送指令来操作，将#HLOCK Pin电位拉低，并持续到这条指令执行完毕）cpu要执行操作时候，会发出一个 #LOCK信号，通过硬件操作，从而将总线锁住，这样同一总线上的其他CPU就不能通过总线来访问内存了。这就是总线操作，但是这个开销比较大。我们本来只是要对这步操作变成原子操作，但是现在总线锁定把CPU和内存的通信都锁住了。
后来用了缓存一致性。是当某块CPU对缓存中的数据进行操作了之后，就通知其他CPU放弃储存在它们内部的缓存，或者从主内存中重新读取。
