目录：

• 1、windows使用临界区,需要切换内核态吗
• 2、线程同步互斥的4种方式
• 3、2022.6.18(操作系统-进程管理-PV操作基础)
• 4、临界区的设置大些好还是小些好?各有什么缺点?
• 5、工程临界区是指?
• 6、请用技术语言介绍下线程同步,并发操作怎么控制

windows使用临界区,需要切换内核态吗

1、在临界区未被使用的理想情况中，对 EnterCriticalSection 的调用非常快速，因为它只是读取和修改用户模式内存中的内存位置。所阻止的线程以内核模式等待，在该临界区的所有者将其释放之前，不能对这些线程进行调度。如果有多个线程被阻止于一个临界区中，当另一线程释放该临界区时，只有一个线程获得该临界区。

2、避免频繁内核切换：仅在首次竞争和唤醒时进入内核态。原子操作：依赖CPU指令（如x86的LOCK CMPXCHG）保证用户态操作的正确性。 内核态futex系统调用内核通过哈希表管理等待线程，核心接口包括：futex_wait：计算uaddr（用户态变量地址）的哈希键，定位哈希桶。

3、案例：自旋锁与信号量自旋锁：适用于临界区执行时间短的场景，通过循环检测锁状态避免上下文切换开销。信号量：适用于临界区执行时间长的场景，通过阻塞与唤醒机制节省 CPU 资源。Linux 实现：结合两者优势，在内核态使用自旋锁，在用户态使用信号量，平衡性能与效率。

4、local_bh_disable：禁用软中断。local_irq_disable：禁用硬中断。多核CPU：除上述并发源外，不同CPU的进程可能同时访问临界资源，需通过加锁实现互斥。自旋锁（Spin Lock）适用场景：临界区执行时间短且不会睡眠（如内核态快速操作）。原理：初始化：next=owner=0，表示锁空闲。

5、适用于需要在用户空间和内核空间之间进行高效同步的场景。通过在用户空间进行检查，减少了不必要的内核态切换，提高了同步效率。futex系统调用提供了丰富的操作类型，如等待、唤醒、重新排队等，以满足不同的同步需求。

线程同步互斥的4种方式

1、互斥量：采用互斥对象机制。 只有拥有互斥对象的线程才有访问公共资源的权限，因为互斥对象只有一个，所以能保证公共资源不会同时被多个线程访问。

2、互斥锁（Mutex）核心 *** ：Mutex 类，通过 WaitOne（） 获取锁，ReleaseMutex（） 释放锁。作用：确保同一时间只有一个线程访问共享资源，支持跨进程同步。

3、Windows32 Thread API共享数据互斥机制总共有四种：事件（Event）、临界区（Critical section）、互斥量（Mutex）、信号量（Semaphore）。现分别叙述如下： 事件（Event）：是WIN32提供的最灵活的线程间同步方式。使用 *** ：用CreateEvent创建一个事件。

2022.6.18(操作系统-进程管理-PV操作基础)

1、V操作（signal操作）：当进程执行完毕后释放资源时执行V操作，将信号量加1。如果信号量小于等于0，则唤醒等待队列中的一个进程。如果信号量大于0，则表示有可用资源，但无需唤醒等待进程。PV操作中的互斥模型与同步模型 互斥模型：互斥模型中，信号量通常用于保护临界资源，确保每次只有一个进程进入临界区。

临界区的设置大些好还是小些好?各有什么缺点?

临界区设置过小的缺点锁开销增加临界区过小会导致频繁获取和释放锁。例如，若对共享数组的每个元素操作都单独加锁，锁的切换次数将大幅上升，CPU资源消耗在锁管理上，而非实际计算。数据局部性问题代码分散可能导致缓存失效。

它通过设置两个标志数组和一个共享变量来实现进程间的互斥。每个进程在进入临界区前会先设置自己的标志为想要进入临界区，并检查其他进程的标志。如果其他进程没有要求进入临界区，则当前进程可以进入。

滑跃式起飞和弹射式起飞各有利弊。滑跃式甲板根本不会占用甲板面积，因为舰载机滑跳起飞临界区（不是指整个起飞区，滑跃式是在甲板开始上仰至舰首）是专用的，不能进行其他作业。

工程临界区是指?

1、临界区指的是一个访问共用资源（例如：共用设备或是共用存储器）的程序片段，而这些共用资源又无法同时被多个线程访问的特性。当有线程进入临界区段时，其他线程或是进程必须等待（例如：bounded waiting 等待法），有一些同步的机制必须在临界区段的进入点与离开点实现，以确保这些共用资源是被互斥获得使用，例如：semaphore。

2、临界区：在计算机科学中，特别是在多线程编程和多处理器系统中，临界区指的是访问共享资源的代码段。当多个线程或进程尝试同时进入临界区时，可能会导致数据竞争或不一致性，因此需要通过同步机制来管理对临界区的访问。

3、临界区指的是一个访问共用资源（例如：共用设备或是共用存储器）的程序片段，而这些共用资源又无法同时被多个线程访问的特性。

4、访问临界资源的一段程序。临界区是指访问临界资源的一段程序，临界区同一时间只允许一个进程或线程进入执行，确保对共享资源的访问是互斥的。

5、临界是指由某一种状态或物理量转变为另一种状态或物理量的更低转化条件；或者由一种状态或物理量转变为另一种状态或物理量。每种物质都有一个特定的温度，在这个温度以上，无论怎样增大压强，气态物质不会液化，这个温度就是临界温度。

请用技术语言介绍下线程同步,并发操作怎么控制

控制并发的核心是通过线程/进程管理、同步机制、资源限制三类 *** 实现，具体需结合编程语言和场景选择。

使用局部变量实现线程同步 如果使用ThreadLocal管理变量，则每一个使用该变量的线程都获得该变量的副本，副本之间相互独立，这样每一个线程都可以随意修改自己的变量副本，而不会对其他线程产生影响。

原子操作（Interlocked）核心 *** ：Interlocked.Increment、Interlocked.Decrement、Interlocked.CompareExchange 等。作用：通过硬件指令保证操作的原子性，避免竞态条件。

在Java中，可通过Semaphore类实现基于信号量的线程同步，其核心机制是通过许可（permits）控制并发访问资源的线程数量。以下是具体实现 *** 、示例代码及关键注意事项：核心机制许可管理：信号量内部维护一组许可，线程需先获取许可才能访问资源，完成后释放许可。