Mutex 是一把鑰匙，一個(gè)人拿了就可進(jìn)入一個(gè)房間，出來的時(shí)候把鑰匙交給隊(duì)列的第一個(gè)。一般的用法是用于串行化對(duì)critical section 代碼的訪問，保證這段代碼不會(huì)被并行的運(yùn)行。

　　Semaphore是一件可以容納N人的房間，如果人不滿就可以進(jìn)去，如果人滿了，就要等待有人出來。對(duì)于N=1的情況，稱為binary semaphore。一般的用法是，用于限制對(duì)于某一資源的同時(shí)訪問。

　　Binary semaphore與Mutex 的差異：

　　在有的系統(tǒng)中Binary semaphore與Mutex 是沒有差異的。在有的系統(tǒng)上，主要的差異是mutex 一定要由獲得鎖的進(jìn)程來釋放。而semaphore可以由其它進(jìn)程釋放（這時(shí)的semaphore實(shí)際就是個(gè)原子的變量， 大家可以加或減），因此semaphore可以用于進(jìn)程間同步。Semaphore的同步功能是所有系統(tǒng)都支持的，而Mutex 能否由其他進(jìn)程釋放則未定，因此建議mutex 只用于保護(hù)critical section 。而semaphore則用于保護(hù)某變量，或者同步。

　　另一個(gè)概念是spin lock ，這是一個(gè)內(nèi)核態(tài)概念。spin lock 與semaphore的主要區(qū)別是spin lock 是busy waiting ，而semaphore是sleep 。對(duì)于可以sleep的進(jìn)程來說， busy waiting 當(dāng)然沒有意義。對(duì)于單CPU的系統(tǒng)， busy waiting當(dāng)然更沒意義（沒有CPU可以釋放鎖） 。因此，只有多CPU的內(nèi)核態(tài)非進(jìn)程空間，才會(huì)用到spin lock 。Linux kernel 的spin lock 在非SMP的情況下，只是關(guān)irq ，沒有別的操作，用于確保該段程序的運(yùn)行不會(huì)被打斷。其實(shí)也就是類似mutex 的作用，串行化對(duì)critical section 的訪問。但是mutex 不能保護(hù)中斷的打斷，也不能在中斷處理程序中被調(diào)用。而spin lock 也一般沒有必要用于可以sleep 的進(jìn)程空間。

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　　內(nèi)核同步措施

　　為了避免并發(fā)，防止競爭。內(nèi)核提供了一組同步方法來提供對(duì)共享數(shù)據(jù)的保護(hù)。我們的重點(diǎn)不是介紹這些方法的詳細(xì)用法， 而是強(qiáng)調(diào)為什么使用這些方法和它們之間的差別。

　　Linux 使用的同步機(jī)制可以說從2.0 到2.6 以來不斷發(fā)展完善。從最初的原子操作， 到后來的信號(hào)量， 從大內(nèi)核鎖到今天的自旋鎖。這些同步機(jī)制的發(fā)展伴隨Linux 從單處理器到對(duì)稱多處理器的過度；伴隨著從非搶占內(nèi)核到搶占內(nèi)核的過度。鎖機(jī)制越來越有效，也越來越復(fù)雜。

　　目前來說內(nèi)核中原子操作多用來做計(jì)數(shù)使用，其它情況最常用的是兩種鎖以及它們的變種： 一個(gè)是自旋鎖，另一個(gè)是信號(hào)量。我們下面就來著重介紹一下這兩種鎖機(jī)制。