Фьютекс

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Фьютекс (англ. futex, сокращение от англ. fast userspace mutex) — в программировании способ реализации семафоров и мьютексов POSIX в Linux. Впервые введены в ядро Linux с версии 2.5.7 (development); выработана стабильная семантика с 2.5.40; включаются в стабильные версии серии 2.6.x.

Разработаны Уберту Франке (Hubertus Franke) (из исследовательского центра IBM им. Томаса Ватсона), сотрудниками технологического центра IBM по Linux Мэттью Кирквудом (Matthew Kirkwood) и Расти Расселом, а также разработчиком в компании Red Hat Инго Молнаром (Ingo Molnar).

Фьютекс представляет собой выровненное целое в общей памяти (для нескольких процессоров) в пользовательском пространстве и очередь ожидания[1] в пространстве ядра[2]. Для организации фьютекса требуется по крайней мере одна страница памяти, отображённая в адресное пространство каждого из участвующих в фьютексе процессов. Системные вызовы предназначены только для потоковых библиотек пользовательского пространства и только в виде команд ассемблера[3].

Разделяемое целое может быть увеличено или уменьшено на единицу за одну ассемблерную инструкцию. Процессы, «завязанные» на этот фьютекс, ждут, когда это значение станет положительным. Все операции с фьютексами практически полностью проводятся в пользовательском пространстве (при отсутствии соперничества[4]), соответствующие функции ядра задействуются лишь в ограниченном наборе спорных случаев. Это позволяет повысить эффективность использования синхронизирующих примитивов, поскольку большинство операций не используют арбитраж, а значит и избежать использование относительно дорогостоящих системных вызовов (англ. system calls).

Сходным образом оптимизированы объекты CRITICAL_SECTION в Win32 API, а также FAST_MUTEX в ядре Windows.[5]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Queue (abstract data type)
  2. Oshana, 2015, 8.12 Stay Out of the Kernel If at all Possible
  3. Scott, 2013
  4. Doug Abbott. Pthreads Implementations // Linux for Embedded and Real-time Applications, 3rd Edition. — Newnes, 2012. — 296 с. — ISBN 978-0-12-391433-0.
  5. Break Free of Code Deadlocks in Critical Sections Under Windows

Литература[править | править вики-текст]

  • Уберту Франке, Расти Рассел, Мэттью Кирквуд, «Шум вокруг фьютексов: Быстрая блокировка на пользовательском уровне в Linux», Симпозиум по Linux 2002 года, Оттава, [1]  (англ.)
  • Karim Yaghmour, Jon Masters, Gilad Ben-Yossef. Building Embedded Linux Systems. — "O'Reilly Media, Inc.", 2008. — P. 400. — ISBN 978-0-596-55505-4.
  • Robert Oshana. Multicore Software Development Techniques. — Newnes, 2015. — 236 p. — ISBN 978-0-12-801037-2.
  • Michael L. Scott. Shared-Memory Synchronization. — Morgan & Claypool Publishers, 2013. — 221 с. — ISBN 978-1-60845-957-5.


Ссылки[править | править вики-текст]