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linux rcu 扫盲

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linux rcu 扫盲

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read-copy-update

kernel中有两个rcu的实现,一个是tiny rcu,另一个是tree rcu

tiny如其名,就是紧凑的classic rcu,专门为单cpu(uniproceesor)的嵌入系统(内存十分有限)而设计的. tree rcu 是基于SMP的实现。

使用场景:

        RCU只适用于读多写少的情况,在kernel中主要针对的数据对象是链表,目的是提高遍历读取数据的效率,为了达到目的使用RCU机制读取数据的时候不对链表进行耗时的加锁操作。这样在同一时间可以有多个线程同时读取该链表,并且允许一个线程对链表进行修改(修改的时候,需要加锁)。

例如:

        在文件系统中,经常需要查找定位目录,而对目录的修改相对来说并不多,这就是RCU发挥作用的最佳场景

大概原理如下:

        Read 指的是对于被RCU保护的共享数据

        reader 可以直接访问,不需要获得任何锁

        Copy Update 指的是writer修改数据前首先拷贝一个副本,然后在副本上进行修改,修改完毕后向reclaimer(垃圾回收器)注册一个回调函数(callback),在适当的时机完成真正的修改操作–把原数据的指针重新指向新的被修改的数据,–这里所说的适当的时机就是当既有的reader全都退出临界区的时候,而等待恰当时机的过程被称为grace period 。

        在RCU机制中,writer不需要和reader竞争任何锁,只在有多个writer的情况下它们之间需要某种锁进行同步作,如果写操作频繁的话RCU的性能会严重下降。

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