Linux 内核 内存管理RCU 机制 ② ( RCU 机制适用场景 | RCU 机制特点 | 使用 RCU 机制保护链表 )

Posted 2022-04-09 韩曙亮

文章目录

• 一、RCU 机制适用场景
• 二、RCU 机制特点
• 三、使用 RCU 机制保护链表

一、RCU 机制适用场景

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在上一篇博客 【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 ) 中 , 分析了 RCU 机制的优势与弊端 ;

优势 : 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 " ;

弊端 : 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 ,

② 读取 并 复制 共享数据 ,

③ 必须使用 互斥锁 机制 ;

④ 使用复杂 , 比其它互斥锁要复杂 ;

RCU 机制 适用于 " 读者 " ( 读取共享数据的线程 ) 性能要求高的场景 ;

二、RCU 机制特点

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RCU 机制 只能 保护 " 动态分配 “ 的 ” 共享数据结构 " , 该 共享数据 必须 通过指针访问 ,

这里的 动态分配 指的是 使用 malloc , calloc 等内存申请函数 , 申请的数据结构 , 不是栈内存数据结构 ;

RCU 机制保护的 " 临界区 " ( 函数代码块 ) 中 , 不能执行耗时操作 , 尤其是 不能有 sleep 休眠操作 ;

读写不对称 : RCU 机制 读写不对称 , " 写者 “ ( 修改共享数据的线程 ) 性能不作要求 , 可以高也可以低 , 但是 ” 读者 " ( 读取共享数据的线程 ) 性能要求很高 ;

三、使用 RCU 机制保护链表

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RCU 机制 除了保护 普通指针 指向的数据 之外 , 还可以用于 保护 " 链表 " 数据结构 ;

Linux 内核中 , 提供了 一系列的 标准函数 , 可以 使用 " RCU 机制 " 保护 " 双链表 " ;

标准链表元素 : 使用 RCU 机制 保护 的 链表 , 链表中的 标准 元素 , 仍然可以使用 ;

标准函数 RCU 变体 : 遍历 , 修改 , 删除 链表元素 时 , 需要调用 标准函数的 RCU 变体 ;