Linux 内核内存管理RCU 机制 ① ( RCU 机制简介 | RCU 机制的优势与弊端

吾生也有涯,而知也无涯。这篇文章主要讲述Linux 内核内存管理RCU 机制 ① ( RCU 机制简介 | RCU 机制的优势与弊端 | RCU 机制的链表应用场景 )相关的知识，希望能为你提供帮助。

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??一、RCU 机制??
??二、RCU 机制的优势与弊端??
??三、RCU 机制的链表应用场景??

一、RCU 机制

RCU , 英文全称是 " Read-Copy-Update “ , 对应的中文名称是 ” 读取-拷贝-更新 “ , 这是 Linux 内核中的 ” 同步机制 " ;
Linux 内核中还有其它同步机制 , 如 " 原子操作 " , " 读写信号量 " 等 " 锁机制 " ;

RCU 机制 :
① 记录指针 : RCU 会记录所有的指向 " 共享数据 " 的指针 ;
② 修改数据 ( 读取-拷贝操作 ) : 如果 " 指针持有者 “ 修改该 ” 共享数据 " , 需要先创建一个共享数据 " 副本 " , 然后在副本中修改 ;
③ 更新数据 ( 更新操作 ) : 只需要读取 " 共享数据 " 的线程 , 离开 " 读临界区 " 后 , 指向原来 " 共享数据 " 的指针重新指向 " 副本 " , 然后再删除原来的 " 共享数据 " ;

二、RCU 机制的优势与弊端

RCU 的优势是 " 读者 " ( 读取共享数据的线程 ) 不需要承担同步开销 ,
同步开销指的是 : ① 获取 " 锁 " , ② 执行 " 原子指令 " , ③ 执行 " 内存屏障 " ;

与此相对的 RCU 机制也有一定弊端 , " 写者 " ( 修改共享数据的线程 ) 需要承担很大的同步开销 , 其需要
① 延迟对象释放 ,
【Linux 内核内存管理RCU 机制 ① ( RCU 机制简介 | RCU 机制的优势与弊端 | RCU 机制的链表应用场景 )】② 读取并复制共享数据 ,
③ 必须使用互斥锁机制 ;

三、RCU 机制的链表应用场景

RCU 机制可以极大地提高 " 链表 " 数据结构的读取效率 ,
多个线程同时读取链表时 , 使用 ??rcu_read_lock()?? 即可 ,
在多线程读取的同时还允许有 111 个线程修改链表 ;

RCU 机制就是 " 读取-拷贝-更新 " ,
上述 " 写线程 " 修改 " 链表 " 数据结构的流程如下 :
① 首先 , 读取链表数据内容 ;
② 然后 , 拷贝链表数据到一个 " 副本 " 中 ;
③ 最后 , 更新数据 , 将 " 链表 " 的指针指向拷贝的 " 副本 " 中 , 删除原始链表数据 ;

如果 " 写线程 "删除 " 链表 " 数据结构 , 需要等待所有访问该链表的线程访问结束 , 即释放该链表指针 , 之后才能销毁该链表 ;