linux RCU功能详解

1. RCU 概述

1. 定义与起源：RCU（Read-Copy-Update）是一种无锁同步技术，于2002 年 10 月被合并到 Linux 内核，用于解决传统锁机制（如自旋锁、读写锁）在高端系统中导致的性能瓶颈与高功耗问题。
2. 核心特性：允许读者线程与写者线程并发运行，读者无需加锁即可读取共享数据，大幅降低同步开销。
3. 适用场景：特别适用于读多写少的场景，如处理大型全局链表、树等共享数据结构。

2. RCU 工作原理

2.1 Level 1 解释（概念简化版）

• 读者操作：并行读取 “旧” 数据对象，无需加锁，保持轻量级与快速。
• 写者操作：
  1. 写者到来时，创建数据对象的副本；
  2. 在副本上完成数据更新；
  3. 原子地更新数据指针，使其指向新对象（后续读者将读新数据）；
  4. 等待所有旧读者完成读取后，释放旧数据对象。
• 新旧数据关系：旧读者读旧数据，写者与新读者用新数据，实现读写并发。

2.2 Level