信号量队列如何被多线程保护答案

【问题标题】：How is semaphore queue protected with multiple threads信号量队列如何被多线程保护
【发布时间】：2015-09-05 03:25:49
【问题描述】：

在一次采访中我被问到...

Wait(semaphore sem) {                           
   DISABLE_INTS
   sem.val--
   if (sem.val < 0){
      add thread to sem.L
      block(thread)
    }
ENABLE_INTS

以上是信号量等待实现（从其他线程复制）。当多个线程尝试入队时（当它们未能获得锁时），队列 sem.L 如何受到保护？在更新队列之前我们会加锁吗？

【问题讨论】：

标签： multithreading operating-system binary-semaphore

【解决方案1】：

这是一个只有一个核心的系统的实现。通过在关键部分禁用中断来管理并发性。这就是代码中的“DISABLE_INTS”和“ENABLE_INTS”。

除非您正在面试为单核系统开发多任务操作系统代码的职位，否则这是一个奇怪的问题。也许面试官希望你就代码提出问题，看看你是否能理解在什么情况下这样做才有意义。

只有在此内核或另一个内核上运行的代码才会发生冲突。由于只有一个核心，唯一可能的冲突是运行在此护理上的代码。这需要上下文切换。

上下文切换有两种形式，自愿和非自愿。当代码明确要求进行上下文切换时，就会发生自愿上下文切换。此代码不要求上下文切换，因此这不是问题。非自愿上下文切换只能由中断触发，并且此代码在其临界区禁用中断。这是在单核系统的内核代码中实现“锁”的典型方式。

【讨论】：

Sorry...我的问题是，当我们没有获得锁时，我们尝试将调用进程添加到队列中。该队列如何同步。我们是否为该队列加锁？
大卫已经解释过了。只有一个内核，并且中断被禁用，因此不需要锁定，因为代码不能被中断然后重新输入。如果您不明白 David 的回答，您需要进一步了解计算机体系结构和操作系统内核功能。
@SureshChowta 它与来自其他核心的访问同步，因为没有其他核心。它通过禁用中断与在同一内核上运行的其他代码同步——禁用中断后，不可能进行上下文切换，因为只有中断才能触发非自愿的上下文切换。理解这一点需要了解如何在低级别管理并发——而不是没有内核编码经验的典型程序员所具备的知识。问一个不应该有内核开发知识的人是个糟糕的问题。
@DavidSchwartz 感谢您试图让我理解。为什么我们在这里只讨论单核。我的代码或实现没有提及任何相关内容。不是吗？在多核系统的情况下，运行在不同内核上的其他线程试图排队到同一个 Q 会发生什么情况。
@SureshChowta "我的代码或实现没有提及任何关于此的内容。" 它通过将禁用中断视为锁来实现，它只有效在单核系统上。 “在多核系统的情况下，运行在不同内核上的其他线程试图加入同一个 Q 队列时会发生什么情况？”我们使用适合这种情况的不同代码。由于此代码不适合这种情况，因此如果我们处于这种情况，我们不会使用它。