1.mutexԴ??
2.Rust并发:标准库sync::Once源码分析
3.Qt互斥锁(QMutex)的使用、QMutexLocker的使用(含源码+注释)
4.C++ shared_mutex应用以及源码解析
5.Go并åç¼ç¨ï¼goroutineï¼channelåsync详解
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Java并发包下的类大多基于AQS(AbstractQueuedSynchronizer)框架实现,而AQS线程安全的实现依赖于两个关键类:Unsafe和LockSupport。
其中,网页源码显示行号Unsafe主要提供CAS操作(关于CAS,在文章《读懂AtomicInteger源码(多线程专题)》中讲解过),LockSupport主要提供park/unpark操作。实际上,park/unpark操作的最终调用还是基于Unsafe类,因此Unsafe类才是核心。
Unsafe类的实现是由native关键字说明的,这意味着这个方法是原生函数,是用C/C++语言实现的,并被编译成了DLL,由Java去调用。
park函数的作用是将当前调用线程阻塞,而unpark函数则是唤醒指定线程。
park是在线考试系统源码 asp.net等待一个许可,unpark是为某线程提供一个许可。如果线程A调用park,除非另一个线程调用unpark(A)给A一个许可,否则线程A将阻塞在park操作上。每次调用一次park,需要有一个unpark来解锁。
并且,unpark可以先于park调用,但不管unpark先调用多少次,都只提供一个许可,不可叠加。只需要一次park来消费掉unpark带来的许可,再次调用会阻塞。
在Linux系统下,park和unpark是通过Posix线程库pthread中的mutex(互斥量)和condition(条件变量)来实现的。
简单来说,mutex和condition保护了一个叫_counter的信号量。当park时,这个变量被设置为0,html5移动端源码下载当unpark时,这个变量被设置为1。当_counter=0时线程阻塞,当_counter>0时直接设为0并返回。
每个Java线程都有一个Parker实例,Parker类的部分源码如下:
由源码可知,Parker类继承于PlatformParker,实际上是用Posix的mutex和condition来实现的。Parker类里的_counter字段,就是用来记录park和unpark是否需要阻塞的标识。
具体的执行逻辑已经用注释标记在代码中,简要来说,就是检查_counter是不是大于0,如果是,则把_counter设置为0,返回。如果等于零,继续执行,阻塞等待。细说php 第二版 源码
unpark直接设置_counter为1,再unlock mutex返回。如果_counter之前的值是0,则还要调用pthread_cond_signal唤醒在park中等待的线程。源码如下:
(如果不会下载JVM源码可以后台回复“jdk”,获得下载压缩包)
Rust并发:标准库sync::Once源码分析
一次初始化同步原语Once,其核心功能在于确保闭包仅被执行一次。常见应用包括FFI库初始化、静态变量延迟初始化等。
标准库中的Once实现更为复杂,其关键在于如何高效地模拟Mutex阻塞与唤醒机制。这一机制依赖于线程暂停和唤醒原语thread::park/unpark,它们是实现多线程同步对象如Mutex、Condvar等的基础。
具体实现中,Once维护四个内部状态,状态与等待队列头指针共同存储于AtomicUsize中,利用4字节对齐优化空间。
构造Once实例时,3d试衣间源码初始化状态为Incomplete。调用Once::call_once或Once::call_once_force时,分别检查是否已完成初始化,未完成则执行闭包,闭包执行路径标记为冷路径以节省资源,同时避免泛型导致的代码膨胀。
闭包执行逻辑由Once::call_inner负责,线程尝试获取执行权限,未能获取则进入等待状态,获取成功后执行闭包,结束后唤醒等待线程。
等待队列通过无锁侵入式链表实现,节点在栈上分配,以优化内存使用。Once::wait函数实现等待线程逻辑,WaiterQueue的drop方法用于唤醒所有等待线程,需按特定顺序操作栈节点,以避免use after free等潜在问题。
思考题:如何在实际项目中利用Once实现资源安全共享?如何评估Once与Mutex等同步原语在不同场景下的性能差异?
Qt互斥锁(QMutex)的使用、QMutexLocker的使用(含源码+注释)
Qt中的互斥锁(QMutex)和QMutexLocker是为了解决多线程并发控制中的同步问题。QMutexLocker是一种封装了QMutex的便捷工具,用于自动管理锁的获取和释放,降低了在复杂程序中出错的风险。
QMutex在使用时需要手动进行锁定和解锁操作,但这种繁琐的过程容易导致忘记或错误操作。为简化这一过程,QMutexLocker被设计为局部变量,创建时传入一个QMutex指针并自动锁定,释放时自动解锁。这种设计使得代码更简洁,不易出错。
通过对比使用QMutex和QMutexLocker的代码,可以看出QMutexLocker省去了显式的锁定和解锁操作。例如,CMoveFuncClass使用QMutexLocker确保了在跨线程操作中的互斥性,而CThread则直接使用QMutex,但需要手动进行同步。在CMainWindow中,使用QMutexLocker的线程能确保互斥执行,另一个线程则在前一个线程完成后运行,证实了QMutexLocker的有效性。
总的来说,QMutexLocker为多线程编程提供了便利,减少了因忘记锁定或解锁带来的潜在问题。但在某些场景,如多线程循环输出,可能需要更精确的控制,此时QMutex可能更为合适。因此,选择使用QMutex或QMutexLocker应根据具体的需求和线程结构来决定。
C++ shared_mutex应用以及源码解析
在实际应用中,处理并发问题是开发实践中的一大挑战。当多个线程同时访问同一资源时,数据竞态问题便随之而来。为了解决此问题,互斥量(mutex)应运而生,它允许同一时刻只有一个线程访问临界资源,实现资源访问的排他性。
当线程间的读写操作频率不一致时,常规的互斥量无法满足高效访问的需求。此时,共享互斥锁(shared_mutex)成为了解决方案,它允许多个线程同时读取资源,而写操作则需要独占资源。这尤其适用于读操作频繁而写操作不频繁的场景,能显著提升程序效率。
下面,我们通过代码实例来探讨共享互斥锁的使用。定义读写锁时,首先引入`std::shared_mutex`。通过`std::shared_lock`操作,可以以共享方式立即获取锁,或在构造时以独占方式上锁。锁的释放则在析构函数中完成。
三个线程的示例代码展示了读写操作的并发执行。运行结果显示,读操作线程得到的临界资源值准确无误,证明了共享互斥锁在读操作并发时的正确性。然而,读操作线程的输出显示了一定程度的混乱,这并非共享互斥锁的问题,而是输出流操作的并发性导致的。
深入源码解析,我们可以发现`std::shared_lock`和`std::unique_lock`的实现细节。两者均使用RAII技术进行锁管理,但共享锁允许以共享或独占方式获取锁,而独占锁仅允许独占获取。源码中展示了锁的上锁和解锁过程,以及内部状态管理,包括持有锁状态的判断和更新。
共享互斥锁的底层实现基于`shared_mutex_base`类,通过一组成员变量和API封装了锁的管理逻辑。尝试加锁和解锁过程体现了锁的非阻塞特性。在进行锁的释放时,需要考虑共享持有状态,确保锁的正确释放。
总结而言,共享互斥锁提供了高效且灵活的并发控制机制,适用于读操作频繁、写操作不频繁的场景。通过深入源码解析,我们能够更全面地理解锁的实现细节和工作原理,从而在实际开发中更加有效地应用共享互斥锁,解决并发问题。
Go并åç¼ç¨ï¼goroutineï¼channelåsync详解
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