Note: TWLKH: 浅谈Semaphore与mutex
各种IPC的方式
像其他的方式都有System V和POSIX两种，而Mutex，是不是暗示着什么呢？可以看一下Mutex何时产生的
UNIX的两大主要分支AT&T的System three & V 和 BSD发行版，POSIX IPC是更后面的，Mutex是在POSIX中才定义的。
更详细的
1962年Dijkstra是首先提出共享资源会存在问题的，Busy waiting-> Binay Semaphore -> Counting Semaphore -> MUTEX
从这个时间线还可以看出，MUTEX是在Binary Semaphore之后很久才有的，也说明他们不完全是一回事，后面会详细说
Semaphore - 1
x=x+1实际上会涉及几步，如果两个thread同时Load x，x可能加1，出现问题
Semaphore - 2
所以，需要加锁保护 Critical Section. 在这个例子中Semephore 相当于房间的钥匙
Semaphore - 3
Semaphore - 4
意外的释放，释放多次
Semaphore - 5
Recursive Deadlock: 临界区中是递归调用
Task-Death Deadlock: 一个任务Death，另外任务都要wait
Semaphore - 6
由于cs(Critical Section)的存在，可能导致Low Priority Task 比High Priority Task先执行完，导致优先级倒置
Semaphore - 7
将Semaphore当做Signal用
好处：不必成对，一对多，实现Broadcast
坏处：Accidental Release，意外的V操作
MUTEX - 1
MUTEX就等同于Binary Semaphore吗？
与Semaphore最大区别，Mutex有ownership原则
Accidental Release: 解决，因为是成对的，不会被第二者意外释放
Recursive Deadlock: 解决，允许re-lock且成对释放，因此不会造成问题
Task-Death Deadlock: 解决，已获得锁的Taks A发现death时，可以将ownership转移出去（给其他在等待这个锁的），或者通知所有等待这个锁Error
MUTEX-2
Priority Inversion: 解决，且有两种解法
注：Priority Sealing、Highest Locker和 Priority Ceilling Protocol 意思相同吗？应该吧。Priority Ceilling Protocol在pthraed mutex源代码中有，故使用这个
MUTEX-3
就很像Rust中的ownership转移，
Task Low可以将the ownership of Mutex转移给Task high，所以Task high能够在low之前完成，从而解决了priority inversion问题
MUTEX-4
将cs视为最高优先级，新任务不会抢占前一个任务的cs，例如Task Mid会等前面3个cs执行完再执行
这样，不看cs的话是实时抢占；看cs的话，就不算实时抢占了
MUTEX-5
这种死锁，没法解决，只能程序员写代码是自己注意，破坏死锁四个条件中的至少一个
接下来讨论一下什么场合应该使用Semaphore，什么场合使用Mutex
使用时机- 1
多资源就适合Semaphore吗？不是的
如果不区分具体资源属于谁，比如停车场，就适合Semaphore；如果需要区分，比如两个房间不应该用同一个钥匙，所以应该是两个Mutex来实现，而不是Semaphore
使用时机-2
将Semaphore当做Signal使用：ISR(中断服务程序)，接受到中断信号跳转到服务程序，比较适合
使用时机-3
Mutex：用于互斥资源，比如系统设备Device；尽可能使用在底层（leaf node）
使用时机-4
总结：Mutex与Semaphore最大的差异，Mutex用在哪，Semaphore用在哪，mutex在glibc中
mutex是在glibc中实现的，在pthread.h中可以看到
例如mutex的种类：
例如，还有前面讲到的priority ceiling 和 priority protocol
mutex对应的属性设置在mutexattr中，可以看到pthread_mutexattr_setprioceiling.c 和 pthread_mutexattr_setprotocol.c 的定义
使用时机 - 5
semaphore基于spinlock, mutex基于semaphore
semaphoe和mutex等都是blocking的
lock-free有RMW和CAS两种，no-lock可以用circular buffer来实现
.....等等
Quiz
1. 实现Thread Barrier
其实pthread中实现了一个pthread_barrier，模仿一个
2. 实现Shared Queue
就是生产者-消费者模型，一个测试提示，使用-fsanitize=thread
Ref: https://www.youtube.com/watch?v=JEXwO_EoyZo&ab_channel=TaiwanLinuxKernelHackers
