----一年前寫的東西，重新抄錄以防遺忘。
glibc提供的pthread互斥訊號量可以用在程序內部，也可以用在程序間，可以在初始化時通過pthread_mutexattr_setpshared介面設定該訊號
量屬性，表示是程序內還是程序間。程序內的使用較為簡單，本文的總結主要是針對程序間的，程序內的也可以參考，其**實現原理是類似
的。一、實現原理
pthread mutex的實現是非常輕量級的，採用原子操作+futex系統呼叫。
在沒有競爭的情況下，即鎖空閒時，任務獲取訊號量只需要通過原子操作鎖的狀態值，把值置為占有，再記錄其他一些俄資訊（owner
，計數，如果使能**功能則串入任務的訊號量**鍊錶等），然後就返回了。
如果在獲取鎖時發現被占用了，如果呼叫者需要睡眠等待，這時候會觸發futex系統呼叫，由核心繼續處理，核心會讓呼叫任務睡眠，
並在適當時候喚醒（超時或者鎖狀態為可用）。
占用鎖的任務釋放鎖時，如果沒有任務等待這把鎖，只需要把鎖狀態置為空閒即可。如果發現有其他任務在等待此鎖，則觸發futex系
統呼叫，由核心喚醒等待任務。
由此可見，在沒有競爭的情況下，mutex只需要在使用者態操作鎖狀態值，無須陷入核心，是非常高效的。
獲取到鎖的任務沒有陷入核心，那麼當鎖支援優先順序翻轉時，高優先順序任務等待這把鎖，正常處理必須提公升占用鎖的任務優先順序。內
核又是怎麼知道是哪個任務占用了鎖呢？實現上，復用了鎖的狀態值，該值在空閒態時為0，非空閒態則儲存了鎖的持有者id，即pid,核心態通
過pid就知道是那個任務了。
二、核心對鎖的管理
核心維護了乙個hash鍊錶，每把鎖都被插入到hash鍊錶中去，hash值的計算如下（參考get_futex_key)：1，如果是程序內的鎖，則通
過鎖的虛擬位址+任務mm指標值+鎖在頁內偏移；2，如果是程序間的鎖，則會獲取鎖虛擬位址對應實體地址的page描述符，由page描述符構造
hash值。
這樣計算的原因是程序間的鎖在各個程序內虛擬位址可能是不同的，但都對映到同乙個實體地址，對應同乙個page描述符。所以，內
核使用它來定位是否同乙個鎖。
這裡對程序間互斥鎖計算hash值的方法，給程序間共享鎖的使用設定了乙個隱患條件。下面描述這個問題。
三、程序間互斥訊號量的使用限制：必須在系統管理的記憶體上定義mutex結構，而不能在使用者reserved的共享記憶體上定義mutex結構。
鎖要實現程序間互斥，必須各個程序都能看到這個鎖，因此，鎖結構必須放在共享記憶體上。
獲取系統的共享記憶體通過system v的api介面建立：shmget, shmat,shmdt。但是shmget的引數需要乙個id值，各程序對映同一塊共享
記憶體需要同樣的id值。如果各個程序需要共享的共享記憶體比較多，如幾千上萬個，id值如果管理？shmget的man幫助和一些示例**給出的是通
過ftok函式把乙個檔案轉為id值（實際就是把檔案對應的inode轉為id值），但實際應用中，如果需要的共享記憶體個數較多，難道建立成千上萬
個檔案來使用？而且怎麼保證檔案在程序的生命週期內不會被刪除或者重建？
當時開發的系統還存在另外一種共享記憶體，就是我們通過remap_pfn_range實現的，自己管理了這塊記憶體的申請釋放。申請介面引數為
字串，相同的字串表示同一塊記憶體。因此，傾向於使用自己管理的共享記憶體存放mutex結構。但在使用中，發現這種方法達不到互斥的效果
。為什麼？
原因是自己管理的共享記憶體在核心是通過remap_pfn_range實現的，核心會把這塊記憶體置為reserved，表示非核心管理，獲取鎖的hash
值時，查詢不到page結構，返回失敗了。最後的解決方法還是通過shmget申請共享記憶體，但不是通過ftok獲取id，而是通過字串轉為id值並
處理衝突。
四、程序間互斥訊號量**問題。
假設程序p1獲取了程序間訊號量，異常退出了，還沒有釋放訊號量，這時候其他程序想來獲取訊號量，能獲取的到嗎？
或者程序p1獲取了訊號量後，其他程序獲取不到進入了睡眠後，p1異常退出了，誰來負責喚醒睡眠的程序？
好在系統設計上已經考慮了這一點。
只要在訊號量初始化時呼叫pthread_mutexattr_setrobust_np設定支援訊號量**機制，然後，在獲取訊號量時，如果原來占有訊號
量的程序退出了，系統將會返回eownerdead，判斷是這個返回值後，呼叫pthread_mutex_consistent_np完成訊號量owner的切換工作即可。
其原理如下：
任務建立時，會註冊乙個robust list（使用者態鍊錶）到核心的任務控制塊tcb中期，獲取了訊號量時，會把訊號量掛入鍊錶。程序復
位時，核心會遍歷此鍊錶（核心必須非常小心，因為此時的鍊錶資訊可能不可靠了，可不能影響到核心），置上ownerdead的標誌到鎖狀態，並
喚醒等待在此訊號量鍊錶上的程序。
五、pthread介面使用說明
pthread_mutex_init: 根據指定的屬性初始化乙個mutex，狀態為空閒。
pthread_mutex_destroy: 刪除乙個mutex
pthread_mutex_lock/trylock/timedlock/unlock: 獲取鎖、釋放鎖。沒有競爭關係的情況下在使用者態只需要置下鎖的狀態值即返回了
，無須陷入核心。但是timedlock的入參為超時時間，一般需要呼叫系統api獲取，會導致陷入核心，效能較差，實現上，可先trylock，失敗了
再timedlock。
pthread_mutexattr_init:配置初始化
pthread_mutexattr_destroy:刪除配置初始化介面申請的資源
pthread_mutexattr_setpshared:設定mutex是否程序間共享
pthread_mutexattr_settype:設定型別，如遞迴呼叫，錯誤檢測等。
pthread_mutexattr_setprotocol:設定是否支援優先順序翻轉
pthread_mutexattr_setprioceiling:設定獲取訊號量的任務執行在最高優先順序。
每個set介面都有對應的get介面。
六、pthread結構變數說明
struct __pthread_mutex_s
__data;
訊號量 互斥量
lonelycatcher if only as first.來自 訊號量用在多執行緒多工同步的，乙個執行緒完成了某乙個動作就通過訊號量告訴別的執行緒，別的執行緒再進行某些動作 大家都在semtake的時候，就阻塞在 而互斥鎖是用在多執行緒多工互斥的，乙個執行緒占用了某乙個資源，那麼別的執行緒就無法...
訊號量和互斥量
1.互斥量用於執行緒的互斥，訊號線用於執行緒的同步。這是互斥量和訊號量的根本區別，也就是互斥和同步之間的區別。互斥 是指某一資源同時只允許乙個訪問者對其進行訪問，具有唯一性和排它性。但互斥無法限制訪問者對資源的訪問順序，即訪問是無序的。同步 是指在互斥的基礎上 大多數情況 通過其它機制實現訪問者對資...
訊號量，互斥鎖
注 摘自 程式設計師的自我修養 相關章節。關鍵字 執行緒同步 原子操作 鎖 二元訊號量 訊號量 互斥量 臨界區 讀寫鎖 條件變數 原子操作 共享資料 全域性變數或堆變數 的自增 操作在多執行緒環境下會出現錯誤是因為這個操作 一條c語句 被編譯為彙編 後不止一條指令，因此在執行的時候可能執行了一半就被...