内核编程 - 互斥锁

Question

所以我尝试使用mutex_init()、mutex_lock()、mutex_unlock() 进行线程同步。

我目前正在尝试以循环方式调度线程（但一次可能运行超过 1 个线程）并且我将线程的当前状态设置为 TASK_INTERRUPTIBLE，然后唤醒另一个 PID 的线程，我有一个列表。

为了我的逻辑，我需要遍历这个列表。

据我了解，我需要在访问其元素时锁定此列表，否则在我对其进行更改时，另一个线程可能会错过新条目。此外，由于一个互斥锁已锁定资源，其他互斥锁无法解锁它，直到原始互斥锁释放它。

但是，我仍然不确定我是否正确锁定了它。 （我在调用schedule()之前释放锁，然后重新锁定）

我在一个线程中本地声明一个互斥锁并锁定列表。在我当前的线程锁定之后

mutex_lock(&lock); 

然后我遍历列表，直到我找到一些东西（或者如果它没有找到任何东西就结束），然后解锁。

mutex_unlock(&lock);

我认为在迭代时锁定是合法的。不过，我从未见过这样的例子。

另外，进程在持有互斥锁时处于 (TASK_UNINTERRUPTIBLE) 状态是否正常？

编辑：我将根据以下答案添加更多信息。

我的程序有可能在单核虚拟机上运行。因此，我不想冒险使用spin_lock() 进行无限轮询。

我正在尝试维护具有特定 ID 的线程之间的调度。例如，如果有 4 个线程。 2 个在“A”组中，2 个在“B”组中。我只允许在每组中运行 1 个线程。但是我在给定集合中的线程之间切换。但是，集合'A'中的线程不应切换到集合'B'中的任何线程

（我知道内核调度器不会是完美的，所以大致切换就可以了）。

我对 TASK_STATE 的推理：

1) 创建的初始线程正在运行。

2) 如果同一组中的另一个线程正在运行（并且这个线程在给定时间内没有执行）。设置其他线程为TASK_INTERRUPTIPLE，同时调用schedule()； 注意：每组中可以有超过 2 个线程，但为了简单起见，我们现在只考虑 2 个。

3）如果已经执行了足够的时间，则将此任务设置为TASK_INTERRUPTIPLE，将同一组中的其他任务设置为TASK_RUNNING，同时调用schedule()；

所有这些逻辑都发生在我访问某些被（现在）全局互斥锁锁定的数据结构时。我在调用schedule() 之前解锁了互斥锁，然后立即重新锁定。在我的逻辑部分完成后，我完全解锁了互斥锁。

这种方法有什么根本错误吗？

Answer 1

据我了解，我需要在访问其元素时锁定此列表

是的，这是真的。但是如果你使用互斥锁，你会很伤心，因为调用lock/unlock是调用调度程序。因此，从调度程序内部调用它应该会导致死锁。您需要做什么取决于您的处理器是多核还是（神话）单核。 （这是一个虚拟系统吗？）在单核处理器上，您可以禁用中断。在多核处理器上，禁用中断是不够的（它仅禁用该一个内核的中断，而另一个内核可能仍会被中断）。在多核上做的最简单的事情是使用自旋锁。与互斥锁不同，这两种锁定机制都可以从不同的线程解锁。

我将线程的当前状态设置为TASK_INTERRUPTIBLE

线程是否从 CPU 中取出？如果是这样，它没有运行，所以我怀疑TASK_INTERRUPTIBLE 是错误的状态。如果您可以为我列出可能的状态，或者您可以描述该状态应该表示的内容，那将会很有帮助。因为对我来说“TASK_INTERRUPTIBLE”听起来像是一个正在运行的任务。

我在一个线程中本地声明一个互斥锁并锁定列表

本地互斥锁是一个危险信号！您锁定的资源应该由具有相同范围的互斥锁保护。如果列表是全局的，它应该有一个全局互斥锁来保护它。想要使用该列表的线程必须首先获取其互斥体。当然，正如我已经谈到的，您可能希望使用不同类型的锁定来保护准备运行的进程列表。

我认为迭代时锁定是合法的

这是完全合法的（当然假设您的互斥方案没有错误）。事实上，这是必需的。例如，如果允许另一个线程在您读取某个节点时从列表中删除它，您最终可能会取消对已删除节点的引用。

另外，进程在持有互斥锁时处于TASK_UNINTERRUPTIBLE 状态是否正常？

不，如果进程当前正在 CPU 上运行，则不会在它持有锁时。用户代码可以使用互斥锁。如果持有互斥体使进程不可中断，那意味着进程可以通过简单地锁定互斥体并且从不释放它来劫持系统。现在，您会发现lock 和unlock 函数需要在单核处理器上不间断。但是，为进程设置状态是没有意义的，因为它实际上是不能被中断的调度程序。