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对于单处理器，锁定算法非常简单。

Lock(threadID) {
  Disable Interrupts
  If lock is already owned by same thread{
    Restore Interrupts
    return
  }
  if lock is free {
    make lock busy
    set current thread as the owner of the lock
  }
  else {
     add threadID to the lock queue.
  }
  Restore Interrupts
  return
}

但是我们如何在多处理器/多核系统中实现此代码。如果 2 个核心/进程尝试为不同的进程提供相同的锁怎么办。

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互斥锁通常通过对单个内存值的原子操作来实现。例如，一个锁可以是一个单词，它在什么时候是空闲的，0而在什么时候是锁定的1。为了获得锁，处理器将锁定内存总线（因此没有其他处理器可以读取或写入内存），读取该字的最新值，将其设置为1if 它是0，然后解锁内存总线。要解锁，可以将单词设置为0。

这是一个简单的例子，它没有说明当锁被争用时会发生什么。不同的操作系统使用不同的机制来处理。Linux 使用一种叫做futexes的东西。我不确定 Windows 或 Mac 能做什么。

尽管您发布的算法是正确的，但非内核代码无法禁用 CPU 中断，因此即使在单个内核上，用户空间代码也会倾向于使用原子操作。

于 2011-04-23T14:37:40.057 回答
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我说考虑锁的最简单方法是原子交换指令。以下获取锁 X。

锁：
  设置寄存器A = 1
  Atomic_Exchange(X, RegisterA) //运行使得没有其他线程可以使用 X
  如果寄存器A == 1：
    意味着当我进行交换时 X 为 1，因此其他人拥有锁
    由于我没有锁，请转到 LOCK
  别的：
    如果 A 为零，则意味着我是第一个将 X 设置为 1 的人，这意味着我拥有锁

开锁：
    X = 0

原子交换存在于大多数计算机中。英特尔的 x86 对此有一个 EXCHG 指令。仅供参考，英特尔的 x86 还具有比较和交换指令，可以为您处理获取和比较。基本上，它不是首先进行交换然后在软件中进行测试，而是使用硬件并且仅在 X==0 开始时才进行交换。这节省了对变量 X 的额外写入，从而减少了 X 的缓存未命中，从而提高了性能。

于 2011-05-10T00:56:07.013 回答