临界资源与临界区、互斥与同步、原子性概念介绍

最新推荐文章于 2025-03-15 10:09:30 发布
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本文探讨了临界资源、临界区的定义，互斥与同步的含义，以及原子性的重要性。通过实例解析了互斥如何保护临界资源，同步如何确保公平性和顺序性，自减操作非原子性的剖析。这些都是并发编程中不可或缺的概念。

目录

一、临界资源与临界区

二、互斥的概念

三、同步的概念

四、原子性的概念

一、临界资源与临界区

临界资源：凡是能被多个执行流同时访问的资源就是临界资源！（比如多个线程访问同一个全局变量，这里的全局变量就是临界资源）

临界区：我们写的代码中，并非所有的代码都会访问临界资源，其中访问临界资源的代码区域，就叫做临界区

 

二、互斥的概念

互斥 的目的是保护临界区，其实本质上就是保护临界资源。那么什么是互斥呢？？

线程逻辑冲突是因为同一份临界资源被多个线程访问，那么互斥就是任意时刻，只能有一个执行流访问临界区或者访问临界资源。就好比食堂大妈不能同时给多个同学打饭，在给一个同学打饭的时候，其他同学就无法打饭。

三、同步的概念

同步的目的是在互斥的基础上保证公平性和顺序性。如果因为某个线程优先级比其他线程的优先级更高，导致优先级较低的线程一直得不到资源，这就会引发 “线程饥饿” 问题。

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为了防止多个线程同时进入临界区而引起数据竞争，需要确保在任一时刻只有一个线程进入临界区。临界资源是指在多个线程或进程中共享的资源，如内存中的变量、文件、数据库连接等。多个并发实体对临界资源的同时访问或修改，可能导致数据混乱或错误。为了避免这些问题，我们可以使用互斥锁、信号量等同步机制来保护临界区，确保每次只有一个线程可以访问共享资源。多个线程同时修改共享变量时，由于缺乏同步机制，最终的结果可能不符合预期。通过互斥锁，确保同一时间只有一个线程进入临界区，保证数据安全。
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