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Futex系统调用，Futex机制，及具体案例分析
Futex 1、背景 1.1 自己实现锁 1.1.1 自旋锁 1.1.2 sleep+自旋 1.1.3 小结 1.2 futex 1.2.1 什么是Futex 1.2.2 futex诞生之前 1.2.3 futex诞生之后 2、Futex系统调用 3、Futex机制 4、具体案例分析 4.1 在Bionic中的实现 4.2 C语言实现 5、参考及扩展阅读 首先要区分一下futex系统调用和futex futex系统调用是操作系统提供给上层的系统调用接口。而futex机制是使用futex接口实现的一种锁。 为了解决这个问 题，Futex就应运而生，Futex是一种用户态和内核态混合的同步机制。 /* 3、Futex机制 所有的futex同步操作都应该从用户空间开始，首先创建一个futex同步变量，也就是位于共享内存的一个整型计数器。
4.1K30编辑于 2022-11-08 - 来自专栏全栈程序员必看
futex函数_UNIXLINUX
为了解决这个问 题，Futex就应运而生，Futex是一种用户态和内核态混合的同步机制。 有些人尝试着直接使用futex系统调 用来实现进程同步，并寄希望获得futex的性能优势，这是有问题的。应该区分futex同步机制和futex系统调用。 Futex同步机制 所有的futex同步操作都应该从用户空间开始，首先创建一个futex同步变量，也就是位于共享内存的一个整型计数器。 如果传入参数不是正数，即意味着有竞争，调用lll_futex_wait(futex,0),lll_futex_wait是个宏，展开后为： #define lll_futex_wait(futex, 的值是什么，都执行了lll_futex_wake(),即futex(FUTEX_WAKE)系统调用。
81120编辑于 2022-11-08 - 来自专栏全栈程序员必看
futex验证_fulvic
CLONE_CHILD_CLEARTID, parent_tidptr=0x7fac078019d0, tls=0x7fac07801700, child_tidptr=0x7fac078019d0) = 9160 futex (0x7fac078019d0, FUTEX_WAIT, 9160, NULL) = 0 exit_group(0) = ?
45520编辑于 2022-11-08 - 来自专栏C++ 动态新闻推送
Debugging a futex crash
首先有__libc_fatal或者futex_fatal_error 基本能定位到是futex_wait上出问题了 ll_futex_wait基本包一层futex_wait void __lll_lock_wait (futex, 2) ! = 0) { futex: LIBC_PROBE (lll_lock_wait, 1, futex); futex_wait ((unsigned int *) futex, 2, private); /* Wait if *futex == 2. */ } } libc_hidden_def (__lll_lock_wait) futex_wait的代码如下 $ git grep -c "\-EINVAL" kernel/futex/ kernel/futex/core.c:1 kernel/futex/pi.c:4 kernel/futex/requeue.c
53010编辑于 2024-07-30 - 来自专栏全栈程序员必看
linux进阶40——futex
有些人尝试着直接使用futex系统调用来实现进程同步，并寄希望获得futex的性能优势，这是有问题的。应该区分futex同步机制和futex系统调用。 2.4 FUTEX_WAIT 这个是futex_op参数上一种选择，即如果uaddr上所指向的futex值和val值相同，则将当前进程/线程会阻塞在uaddr所指向的futex值上，并等待*uaddr的 2.5 FUTEX_WAKE FUTEX_WAKE操作可以唤醒最多val个在uaddr指向的futex字上的等待者。 3. futex对象 futex对象是一个32位的值，其地址提供给系统调用futex().futex对象在所有平台都是32位。所有futex操作都受这个值(futex)管理。 -o futex [root@192 futex]# .
2.1K20编辑于 2022-11-08 - 来自专栏全栈程序员必看
futex机制介绍「建议收藏」
首先，同步的进程间通过mmap共享一段内存，futex变量就位于这段共享的内存中且操作是原子的，当进程尝试进入互斥区或者退出互斥区的时候，先去查看共享内存中的futex变量，如果没有竞争发生，则只修改futex 为了解决这个问题，Futex就应运而生。 如果传入参数不是正数，即意味着有竞争，调用lll_futex_wait(futex,0),lll_futex_wait是个宏，展开后为： #define lll_futex_wait(futex, val CONFIG_FUTEX=Y [*] Enable futex support CONFIG_FUTEX: │ │ │ │ Disabling this option will cause the 从上面futex例子我们可以看出，在Semaphores和mutex的实现过程中使用了futex，说明glibc库使用了futex，而其他的常用的同步手段也是建立在futex机制上，包括用户态下的操作和核心态下的操作
1.1K10编辑于 2022-08-02 - 来自专栏ADAS性能优化
Strace FUTEX_WAIT
debug 中,用到如下命令 strace -p <pid> root@xxx# strace -p 24866 Process 24866 attached – interrupt to quit futex (0xa280a0c, FUTEX_WAIT, 1, NULL 其意义为 process 24866 在等待其它线程完成某些工作. 我们需要查看其在等待什么我们可以用 strace -f -p <pid> 注意这里的PID 需要是真正的process name 即 TGID 才能trace这个进程中的system call 和FUTEX_WAIT
1.5K30编辑于 2022-05-13 - 来自专栏全栈程序员必看
futex_wait_cancelable_wait()方法
(FUTEX_WAIT | FUTEX_PRIVATE_FLAG) +#define FUTEX_WAKE_PRIVATE (FUTEX_WAKE | FUTEX_PRIVATE_FLAG) +#define FUTEX_REQUEUE_PRIVATE (FUTEX_REQUEUE | FUTEX_PRIVATE_FLAG) +#define FUTEX_CMP_REQUEUE_PRIVATE (FUTEX_CMP_REQUEUE | FUTEX_PRIVATE_FLAG) +#define FUTEX_WAKE_OP_PRIVATE (FUTEX_WAKE_OP | FUTEX_PRIVATE_FLAG) +#define FUTEX_LOCK_PI_PRIVATE (FUTEX_LOCK_PI | FUTEX_PRIVATE_FLAG) +#define FUTEX_UNLOCK_PI_PRIVATE (FUTEX_UNLOCK_PI | FUTEX_PRIVATE_FLAG (FUTEX_WAIT | FUTEX_PRIVATE_FLAG) +#define FUTEX_WAKE_PRIVATE (FUTEX_WAKE | FUTEX_PRIVATE_FLAG) +#define
2K20编辑于 2022-09-29 - 来自专栏全栈程序员必看
Linux futex_centos8 pip
uaddr); 回想一下，futex的核心思想是什么（参阅《linux futex浅析》）？ 另一方面，被唤醒的进程在离开futex_lock_pi之前（注意，它是在futex_lock_pi里面进入睡眠的，醒来的时候还在futex_lock_pi里面），futex_lock_pi需要为它获取到锁 的确，pi_futex系列刚诞生的时候是没有futex_trylock_pi的。 而等待pthread_cond的场景又跟futex_lock_pi不一样，于是futex_wait_requeue_pi就诞生了，它需要等待普通futex（futex_wait的前半部分），并且在被唤醒后获取 pi_futex（futex_lock_pi的后半部分）。
68310编辑于 2022-09-30 - 来自专栏全栈程序员必看
futex的使用_fuel开关
futex_t::wake 实际是一个计数器，防止在调用futex_wait函数前调用futex_wake而出现的死等现象， 函数futex只在满足(*addr1 == val)时等待。 futex_wait函数与futex_wake函数配合使用，前者等待后者唤醒。 futex_lock函数与futex_unlock函数配合使用，前者加锁后者解锁。 /mytest 停止: Ctrl-C 参考文献: futex(2)，futex(7)，Linux内核文档，Linux内核源代码futex.c。 futex_wake(futex_t *); inline static int futex_wait(futex_t *); inline static int futex_lock(futex_t , 1, 0, 0, 0); } inline static int futex_wait(futex_t *ftx) { futex(&ftx->wlock, FUTEX_LOCK_PI
1K30编辑于 2022-11-08 - 来自专栏王亚昌的专栏
Linux进程同步机制-Futex
为了解决这个问 题，Futex就应运而生，Futex是一种用户态和内核态混合的同步机制。 有些人尝试着直接使用futex系统调 用来实现进程同步，并寄希望获得futex的性能优势，这是有问题的。应该区分futex同步机制和futex系统调用。 Futex同步机制 所有的futex同步操作都应该从用户空间开始，首先创建一个futex同步变量，也就是位于共享内存的一个整型计数器。 可见: futex是从用户态开始，由用户态和核心态协调完成的。 4. 进/线程利用futex同步 进程或者线程都可以利用futex来进行同步。 || defined FUTEX_WAKE #include <linux/futex.h> #else #define FUTEX_WAIT 0 #define FUTEX_WAKE
15.9K11发布于 2018-08-03 - 来自专栏Java程序猿部落
linux内核级同步机制--futex
为了解决上述问题，linux内核引入了futex机制，futex主要包括等待和唤醒两个方法：futex_wait和futex_wake，其定义如下 //uaddr指向一个地址，val代表这个地址期待的值 在关于同步的一点思考-上文章中对futex的背景与基本原理有介绍，对futex不熟悉的人可以先看下。 futex_queues[1<<FUTEX_HASHBITS]; 着重看futex_wait_setup和两个函数futex_wait_queue_me static int futex_wait_setup u32 uval; int ret; retry: q->key = FUTEX_KEY_INIT; //初始化futex_q ret = get_futex_key(uaddr, fshared 释放自旋锁 创建定时任务：当超过一定时间还没被唤醒时，将进程唤醒 挂起当前进程 futex_wake futex_wake static int futex_wake(u32 __user *uaddr
3.7K40发布于 2019-07-29 - 来自专栏全栈程序员必看
Linux进程同步机制Futex「建议收藏」
为了解决这个问 题，Futex就应运而生，Futex是一种用户态和内核态混合的同步机制。 Futex系统调用 Futex是一种用户态和内核态混合机制，所以需要两个部分合作完成，linux上提供了sys_futex系统调用，对进程竞争情况下的同步处理提供支持。 有些人尝试着直接使用futex系统调 用来实现进程同步，并寄希望获得futex的性能优势，这是有问题的。应该区分futex同步机制和futex系统调用。 Futex同步机制 所有的futex同步操作都应该从用户空间开始，首先创建一个futex同步变量，也就是位于共享内存的一个整型计数器。 可见: futex是从用户态开始，由用户态和核心态协调完成的。 4. 进/线程利用futex同步 进程或者线程都可以利用futex来进行同步。
1.4K20编辑于 2022-09-27 - 来自专栏鸿蒙开发笔记
OpenHarmony 内核源码分析(用户态锁篇) | 如何使用快锁Futex(上)
快锁上下篇鸿蒙内核实现了Futex，系列篇将用两篇来介绍快锁，主要两个原因:网上介绍Futex的文章很少，全面深入内核介绍的就更少，所以来一次详细整理和挖透。 , *futex2, *iaddr;/// 快速系统调用static int futex(uint32_t *uaddr, int futex_op, uint32_t val, const = &iaddr[0]; //绑定锁一地址 futex2 = &iaddr[1]; //绑定锁二地址 *futex1 = 0; // 锁一不可申请 *futex2 = 1; // //绑定锁一地址 futex2 = &iaddr[1]; //绑定锁二地址 *futex1 = 0; // 锁一不可申请 *futex2 = 1; // 锁二可申请如此futex1和 fwait(futex2)所以父进程的printf将先执行，*futex2 = 0;锁二变成不可申请，打印完成后释放fpost(futex1)使其结果为*futex1 = 1;表示锁一可以申请了，而子进程在等
45320编辑于 2025-04-02 - 来自专栏鸿蒙开发笔记
OpenHarmony 内核源码分析(内核态锁篇) | 如何实现快锁Futex(下)
私有/共享属性通过用户态锁的初始化以及Futex系统调用入参确定。 #define FUTEX_INDEX_PRIVATE_MAX 64///< 0~63号桶用于存放私有锁（以虚拟地址进行哈希）,同一进程不同线程共享futex变量，表明变量在进程地址空间中的位置 ///< 它告诉内核，这个futex是进程专有的，不可以与其他进程共享。 define FUTEX_INDEX_MAX (FUTEX_INDEX_PRIVATE_MAX + FUTEX_INDEX_SHARED_MAX) ///< 80个哈希桶#define FUTEX_INDEX_SHARED_POS FUTEX_INDEX_PRIVATE_MAX ///< 共享锁开始位置FutexHash g_futexHash[FUTEX_INDEX_MAX
22320编辑于 2025-04-02 - 来自专栏光华路程序猿
golang并发底层实现竟然都是它！！！
futex_op取值有很多，这里我们关心的主要是FUTEX_WAIT和FUTEX_WAKE。 从kernel/futex.c中可以发现系统调用最终会调用do_futex,而do_futex最终通过op位运算生成cmd来确定具体的调用的futex的形式。 ()中futex_op为FUTEX_WAIT和FUTEX_WAKE的调用，接下来，我们主要来分析下这两种操作的大概流程。 futex_wait futex()方法中的futex_op为FUTEX_WAIT时会调用``futex_wait()方法。 ，调用wake_futex必须持有futex_hash_bucket的自旋锁，之后不能访问入参的futex_q static void wake_futex(struct futex_q *q) {
1.7K10编辑于 2022-06-29 - 来自专栏Java程序猿部落
面试中关于多线程同步，你必须要思考的问题
1, 0)) \ lll_futex_wake (__futex, 1, private); \ })) #define lll_unlock(futex FUTEX_WAIT在休眠，所以通过调用系统函数FUTEX_WAKE唤醒休眠线程 FUTEX_WAKE 在上一篇文章有分析，futex机制的核心是当获得锁时，尝试cas更改一个int型变量（用户态操作） #define __lll_lock(futex, private) \ ((void) ({ \ int *__futex = (futex) (int *futex) { //第一次进来的时候futex==1,所以不会走这个if if (*futex == 2) lll_futex_wait (futex, 2, LLL_PRIVATE ); //在这里会把futex设置成2，并调用futex_wait让当前线程等待 while (atomic_exchange_acq (futex, 2) !
81850发布于 2019-07-30 - 来自专栏后台公论
bthread源码剖析（四）: 通过ParkingLot实现Worker间任务状态同步
futex_wake_private() 在src/bthread/sys_futex.h中有定义。 syscall(SYS_futex, addr1, (FUTEX_WAKE | FUTEX_PRIVATE_FLAG), nwake, NULL, NULL, 0 继续介绍一下SYS_futex调用。就是通常说的futex，它是一种用户态和内核态混合的同步机制，可以简单理解为是一种效率较高的同步机制。 所以futex_wake_private()里面的syscall()等价于： futex(&_pending_signal, (FUTEX_WAKE|FUTEX_PRIVATE_FLAG), num_task 闲言少叙，其最终等价于： futex(&_pending_signal, (FUTEX_WAIT|FUTEX_PRIVATE_FLAG), expected_state.val, NULL, NULL,
1.6K20编辑于 2021-12-08 - 来自专栏Java学习之道
JAVA中的I/O模型-BIO
(0x7fd378110954, FUTEX_WAKE_OP_PRIVATE, 1, 1, 0x7fd378110950, FUTEX_OP_SET<<28|0<<12|FUTEX_OP_CMP_GT< (0x7f2e4811dc54, FUTEX_WAKE_OP_PRIVATE, 1, 1, 0x7f2e4811dc50, FUTEX_OP_SET<<28|0<<12|FUTEX_OP_CMP_GT< <24|0x1) = 1 2854 futex(0x7f2e4811dc28, FUTEX_WAKE_PRIVATE, 1) = 0 2855 stat("/root/straceDir/bio/BIO (0x7f2e4804c454, FUTEX_WAKE_OP_PRIVATE, 1, 1, 0x7f2e4804c450, FUTEX_OP_SET<<28|0<<12|FUTEX_OP_CMP_GT< <24|0x1) = 1 7 futex(0x7f2e4815da54, FUTEX_WAIT_PRIVATE, 1, NULL) = 0 8 futex(0x7f2e4815da28, FUTEX_WAKE_PRIVATE
64820发布于 2021-03-10 - 来自专栏全栈程序员必看
docker restart=always_MySQL having
为了解决上述问题，linux内核引入了futex机制，futex主要包括等待和唤醒两个方法：futex_wait和futex_wake，其定义如下 //uaddr指向一个地址，val代表这个地址期待的值 在文章中对futex的背景与基本原理有介绍，对futex不熟悉的人可以先看下。 futex_queues[1< 着重看futex_wait_setup和两个函数futex_wait_queue_me static int futex_wait_setup(u32 __user * retry: q->key = futex_key_init; //初始化futex_q ret = get_futex_key(uaddr, fshared, &q->key, verify_read static void futex_wait_queue_me(struct futex_hash_bucket *hb, struct futex_q *q, struct hrtimer_sleeper
54420编辑于 2022-11-08
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