Concurrency and Race Conditions

1.当多个线程访问共享硬件或软件资源的任何时候，由于线程之间可能产生对资源的不一致观察，所以必须显式管理对资源的访问。

2.内核中的并发管理设施：

(1). 信号量： P操作将信号量的值减 1 ，判断值是否大于 0 ，如果大于 0 的话，进程继续执行。否则进入阻塞队列等待被唤醒。

　　　　　  V操作将信号量的值加 1， 判断值是否小于 0 ，如果小于 0 的话，首先唤醒被阻塞的进程，然后退出，否则直接退出。

(2). 互斥体： 用于互斥的信号量。

(3). 读写信号量： 允许多个并发的读，并对写进行互斥，且写的优先级比读的优先级高。

(4). 完成量: 在当前线程之外初始化一个活动, 然后在当前进程中等待完成，而活动完成后操作完成量，通知活动的完成。

(5). 自旋锁：进程尝试获得自旋锁，如果获得成功，则进程继续执行，如果自旋锁被别的进程占用，则该进程进入忙循环并重复检查　　　　这个锁，直到该锁可用为止。

注意： 拥有自旋锁的代码都必须是原子的，它不能因为任何原因放弃处理器，特指当别的任何上下文有对自旋锁的操作时。

(6). 原子变量：原子变量的操作由单个机器指令来操作。

(7). 顺序锁：保护的资源很少，很简单，会频繁访问而且写入访问很少发生且必须快速。读取者需要检测是否和写入者发生冲突，当发生冲突时就需要重试对资源的访问。

(8). RCU 读取-复制-更新： 在需要修改数据时，写入线程首先复制，然后修改副本，之后用新的版本替代相关指针。替换的时机是老的版本上没有其他引用时。