《Android深度探索 卷1 HAL与驱动开发》笔记之Linux驱动程序中的并发操作(5)——读-复制-更新(RCU)机制原理

RCU的原理

RCU(Read-Copy-Update，读-复制-更新)机制可以看做是读写自旋锁的扩展。在rwlock机制中读自旋锁和写自旋锁时互斥的，但是在RCU机制中读和写操作是可以并发执行的。

在访问共享数据的时候，需要先获取锁，才能访问共享数据。这种原理很简单，其根本思想就是在访问共享资源时，需要先访问一个全局的变量，也就是锁，然后通过全局变量的状态来控制任务线程或进程对共享数据的访问。但是，这种思想是需要CPU进行支持的，CPU需要配合实现这个全局变量的读写操作。

由此又造成了如下两个问题的产生：

• 效率问题

  锁机制的实现需要对内存进行原子化的访问，这种访问操作会破坏CPU的流水线式的操作，降低流水线效率，这是影响性能的一个关键因素。另外，在采用读写锁机制的情况下，写自旋锁是具有排他性的锁，无法实现写自旋锁和读自旋锁的并发操作，在某些应用中会降低系统性能。

• 扩展性问题

**当系统中的CPU数量增多的时候，采用锁机制实现数据的同步访问会导致效率变低，并且随着CPU的数量越来越多，效率会越来越低，由此可见锁机制的扩展性是比较差的。

为了解决上述的两个问题，Linux内核引入了RCU机制。该机制在多CPU的平台上，特别是读多写烧的应用中特别适用。

RCU机制中的读操作

RCU机制中的读操作，可以直接对共享数据进行访问。因为RCU的读操作上下文是不可抢占的，所以读共享数据时，可以采用read_rcu_lock() 函数，这