背景
多進(jìn)程（線程）并發(fā)執(zhí)行會(huì)出現(xiàn)進(jìn)程間相互制約的情況發(fā)生，例如兩個(gè)進(jìn)程需要：
- 共享唯一的硬件設(shè)備
- 共享同一塊內(nèi)存區(qū)域
- 一個(gè)進(jìn)程的運(yùn)行依賴另一進(jìn)程對(duì)共享資源的執(zhí)行結(jié)果
如果多個(gè)進(jìn)程間存在時(shí)序關(guān)系，需要協(xié)同工作以完成一項(xiàng)任務(wù)，則成為同步；如果不滿足協(xié)同的條件，而知識(shí)因?yàn)?strong>共享具有排他性資源時(shí)所產(chǎn)生的關(guān)系稱為互斥
1. 信號(hào)量
信號(hào)量和PV原語(yǔ)操作是有Dijkstra發(fā)明的，它是最為廣泛的互斥方法之一：
- Semaphore S：信號(hào)量，表示共享資源的可用數(shù)量
- Operation P：P原語(yǔ)，用于減少S計(jì)數(shù)
- Operation V：V原語(yǔ)，用于增加S計(jì)數(shù)
信號(hào)量和PV操作原理：
- 當(dāng)進(jìn)程想要進(jìn)入共享區(qū)時(shí)，首先執(zhí)行P操作，S-1
- 當(dāng)進(jìn)程想要退出共享區(qū)時(shí)，執(zhí)行V操作，S+1
進(jìn)程進(jìn)出共享區(qū)的操作，是原子操作（執(zhí)行過(guò)程不允許被中斷）
PV 原語(yǔ)
2. Mutex
Mutex是 Mutual Exclusion 簡(jiǎn)寫，其釋義有為互斥體
- 如果一個(gè)資源有多個(gè)對(duì)象同時(shí)訪問(wèn)：稱為Counting Semaphores，
- 若只允許取值0或1（locked/unlocked）：稱為Binary Semaphore，可以認(rèn)為它與Mutex是相同的性質(zhì)。Mutex是對(duì)于Binary Semaphore的一種簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)方式
3. 管程 （Monitor）
管程是對(duì)Semaphore機(jī)制的延伸和改善，是一種更簡(jiǎn)單的同步手段
Semaphore 機(jī)制的缺陷：
程序的易讀性相對(duì)較差，對(duì)于信號(hào)量的管理也分散在各個(gè)參與對(duì)象中，因此有可能引起死鎖，進(jìn)程餓死等問(wèn)題
管程的定義
管程是可以被多個(gè)進(jìn)程/線程安全訪問(wèn)的對(duì)象或模塊
管程匯總的方法是受到Mutex保護(hù)的，意味著同一時(shí)刻只允許一個(gè)訪問(wèn)者來(lái)使用它們。
管程的特性
- 安全性
- 互斥性
- 共享性
很多流行的編程語(yǔ)言都實(shí)現(xiàn)了管程機(jī)制：如Java，Python，Delphi，Ruby，C#等
4. Linux Futex (Fast Userspace muTEXes)
Linux 中的同步機(jī)制，它在應(yīng)用程序空間中就可以應(yīng)對(duì)大多數(shù)同步場(chǎng)景。
判斷是否開(kāi)啟了ART_USE_FUTEXES宏
Mutex的加鎖邏輯：如果獲取到鎖，就直接返回，否則進(jìn)入掛起的狀態(tài)。
