操作系统锁

操作系统锁

　　操作系统的锁机制能够保证多线程平稳运行。下面由学习啦小编为大家整理了操作系统的锁的相关知识，希望对大家有帮助!

　　操作系统锁机制说明

　　在多线程编程中，操作系统引入了锁机制。通过锁机制，能够保证在多核多线程环境中，在某一个时间点上，只能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。

　　所谓的锁，可以理解为内存中的一个整型数，拥有两种状态：空闲状态和上锁状态。加锁时，判断锁是否空闲，如果空闲，修改为上锁状态，返回成功;如果已经上锁，则返回失败。解锁时，则把锁状态修改为空闲状态。

　　加锁过程用如下伪码表示：

　　1、read lock;

　　2、判断lock状态;

　　3、如果已经加锁，失败返回;

　　4、把锁状态设置为上锁;

　　5、返回成功。

　　虽然每一步是原子性的，但是每一步之间却是可以中断的。比如进程A在执行完2后发生中断，中断中进程B也执行了加锁过程，返回中断后就会发生两个进程都会加锁。

　　对于这个问题，计算机已经解决，方法是采用原子级汇编指令test and set 和swap。

　　参考：操作系统死锁的相关知识

　　死锁的概念.

　　死锁: 是指两个或两个以上的进程在执行过程中,因争夺资源而造成的一种互相等待的现象,若无外力作用,它们都将无法推进下去.此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁,这些永远在互相等待的进程称为死锁进程.

　　比如 两只羊过独木桥。进程比作羊，资源比作桥。若两只羊互不相让，争着过桥，就产生死锁。

　　死锁的原因.

　　主要原因(1) 因为系统资源不足。(2) 进程运行推进的顺序不合适，保证有先后顺序。(3) 资源分配不当等。

　　死锁的必要条件.

　　产生死锁的四个必要条件：

　　(1) 互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用。

　　(2) 请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。

　　(3) 不剥夺条件： 进程已获得的资源，在末使用完之前，不能强行剥夺。

　　(4) 循环等待条件：若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。存在一个进程等待序列{P1，P2，…，Pn}，其中P1等待P2所占有的某一资源，P2等待P3所占有的某一 源，……，而Pn等待P1所占有的的某一资源，形成一个进程循环等待环。

　　这四个条件是死锁的必要条件，只要系统发生死锁，这些条件必然成立，而只要上述条件之一不满足，就不会发生死锁。

　　解决死锁的四个方式.

　　1)忽略该问题。例如鸵鸟算法，该算法可以应用在极少发生死锁的的情况下。为什么叫鸵鸟算法呢，(鸵鸟策略)

　　2)检测死锁并且恢复。(检测与解除策略)

　　3)仔细地对资源进行动态分配，以避免死锁。(避免策略)

　　4)通过破除死锁四个必要条件之一，来防止死锁产生。(预防策略)

　　C++多线程开发中，容易出现死锁导致程序挂起的现象。

　　解决步骤分为三步：

　　1、检测死锁线程。

　　2、打印线程信息。

　　3、修改死锁程序。