Windows与Solaris互斥与同步机制对比
作者 佚名技术
来源 操作系统
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发布时间 2012-06-27
韩三普 在Windows和Solaris中都提供进程与线程的互斥与同步机制。Windows提供了互斥对象、信号量对象和事件对象等三种内核同步对象和相应的系统调用 ，用于进程和线程同步。这些同步对象都有一个用户指定的对象名称，不同进程中用同样的对象名称来创建或打开对象，从而获得该对象在本进程的句柄。而Solaris也相应的提供了几个互斥同步对象，互斥锁(Mutex Locks)，读写锁(Reader/writer (RW) locks)，调度锁(Dispatcher Locks)，和信号量(Semaphores)。下面将一一对比或者说明。 １互斥对象（Mutex） Windows中的互斥对象(Mutex)就是互斥信号量，在一个时刻只能被一个线程使用。它的相关API包括：CreateMutex、OpenMutex和ReleaseMutex 。 a) CreateMutex创建一个互斥对象，返回对象句柄。 b) OpenMutex打开并返回一个已存在的互斥对象句柄，用于后续访问。 c) ReleaseMutex释放对互斥对象的占用，使之成为可用。 在Solaris中，有Mutex locks（可称做互斥锁）和Windows中的互斥对象有相似的地方又有所不同，相比更加复杂。一个线程得到一个互斥锁，就有两种可能，一是自旋(spin)，调用者就一直循环在那里看是否该自旋锁的保持者已经释放了锁。另一情况是(block)阻塞，线程被安排在一个睡眠队列中，当锁被释放会发出信号给线程。自旋的好处是没有上下文切换的开销，效率非常高。而阻塞的优势是可以释放CPU给其它线程，但是需要上下文环境，并且比自旋锁效率低一点。由此系统为Mutex提供了两种锁，自旋锁和自适应锁。自旋锁就是采用自旋的方式，而自适应锁是根据持有者的状态，动态平衡是否采用自旋或者阻塞；如果锁的持有者在运行态，线程得到的锁就会是自旋的，如果不在运行态，就会是阻塞的，这样充分发挥了两种锁的优点。 下面是Solaris提供的mutex locks的实现函数： a) mutex_init(): 初始化一个锁，只能选择初始自旋或者自适应两种的一种，默认是自适应。 b) mutex_enter():获取互斥锁 c) mutex_vector_enter(): 当锁被持有或者是自旋时获取互斥锁 d) mutex_exit(): 释放一个锁 ２信号量对象（Semaphore） Windows中信号量对象(Semaphore)就是资源信号量，取值的取值在0到指定最大值之间，用于限制并发访问的线程数。它的相关API包括：CreateSemaphore、OpenSemaphore和ReleaseSemaphore a) CreateSemaphore创建一个信号量对象，在输入参数中指定最大值和初值，返回对象句柄 b) OpenSemaphore返回一个已存在的信号量对象的句柄，用于后续访问 c) ReleaseSemaphore释放对信号量对象的占用 在Solaris中，内核也提供了信号量(Semaphores)，可同步的使用可共享的资源。可对它进行Ｐ、Ｖ操作。Ｐ操作尝试得到一个信号量，Ｖ操作释放一个信号量。根据共享资源的数量初始化信号量的值。其原理和windows非常相似。 下面是Solaris提供的semaphores的实现函数： a) sema_init(): 初始化信号量 b) sema_p(): P操作，尝试获取信号量 c) sema_v(): V操作，释放信号量 d) sema_held(): 测试函数 e) sema_destroy(): 销毁信号量 ３事件对象（Event） Windows提供的另一个互斥与同步对象是事件对象(Event)，相当于“触发器”，可用于通知一个或多个线程某事件的出现。它的相关的API包括：CreateEvent、OpenEvent、SetEvent、ResetEvent和PulseEvent a) CreateEvent创建一个事件对象，返回对象句柄 b) OpenEvent返回一个已存在的事件对象的句柄，用于后续访问 c) SetEvent和PulseEvent设置指定事件对象为可用状态 d) ResetEvent设置指定事件对象为不可 |
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