IF flag == 0
{
// no resource ----- A
ENTER LOCK
acquire resource
set pointer to resource
set flag
LEAVE LOCK
}
ELSE
set pointer to resource
这几乎奏效了,但是我们又引入了前面的问题,一个线程在 A 点被中止,而另一个线程插入进来,因此造成了 CPU 的混乱。为了纠正这一点,我们使用著名的双 if 子句:
IF flag == 0
{
// no resource ----- A
ENTER LOCK
IF flag == 0
acquire resource
set pointer to resource
set flag
ELSE
set pointer to resource
LEAVE LOCK
}
ELSE
set pointer to resource
通过添加双 if 子句,我们已经尽了最大努力使代码线程安全而且高效。许多高级编程技术方面的书中都推荐使用双 if 逻辑来解决线程争用。但是双 if 逻辑在多个线程可以同时执行的 SMP 机器上并不安全。
您会说,可是某一时刻在“锁住的”那部分代码中只会有一个线程,那么会出什么问题呢?很多!这就是把这一技巧叫做“双 if 魔符”的原因所在。
双 if 魔符请考虑一下管道技术对上面这段代码的影响:
由于 CPU 看不到任何依赖,所以可以以任何次序执行 if 子句里的代码。这会影响到下面用 * 标出的指令。
如果 flag 被设为 0,那么与先计算“flag”再计算 flag 非 0 情况下的指针相比,计算指针(可能会是垃圾)并抛掉它可能是更高效的做法。所以,CPU 可以采用管道技术处理下面用 ** 标出的指令。
以下又是这些代码,为说明上述观点而加上了标记:
**IF flag == 0
{
// no resource
ENTER LOCK
IF flag == 0
*acquire resource
*set pointer to resource
*set flag
ELSE
set pointer to resource
LEAVE LOCK
}
ELSE
**set pointer to resource
尽管这似乎有点奇怪,但上面的代码可能会象下面这样执行:
**set pointer to resource
**IF flag == 0
{
// no resource
ENTER LOCK
set pointer to resource
IF flag == 0
*set flag
*acquire resource ----- A
*set pointer to resource
ELSE
LEAVE LOCK
}
ELSE
正如您所见到的,我们很敏感的代码仍在锁中,但是现在在分配资源之前设置 flag。因此,请想象一下线程 A 正在 A 点附近执行,此刻另外一个线程到来了。在 SMP 机器上,第二个线程可以在另一个 CPU 上与第一个线程同时执行;这个线程看到 flag 没有被设置成 0(因为它在锁的外部),它可以继续把指针指向未分配资源 — 上当了!
此外,即使代码按我们所写的执行,我们仍然没有免除灾难,原因在于 CPU 可以采用管道技术处理以上用 ** 标出的代码:
线程 A 进入锁住的那部分代码。
线程 B 对第一个 if 语句求值并计算指针的值(在最后的 else 子句中)。
线程 B 得到“指针”(由于线程 A 还没有指定它,所以是垃圾)的值。
在线程 A 完成并解锁的同时,线程 B 将计算第一个 if 的值。
解锁导致“flag”的值被清除(意味着线程 B 在它的高速缓存中具有的任何值都是无效的)。
线程 B 计算好第一个 if 子句的值,当然,现在它发现值为 true。
现在线程 B 使用前面那个是垃圾的指针值。
这就是 Java 双 if 魔符。虽然其它的语言(比如 C/C++)让您通过使用语言本机功能强制执行的次序来解决这个问题,Java 语言却不行。为了安全的执行上述示例,您必须把所有代码封装在一个 synchronize 子句中,或者寻找另外一种写法。作者: caiys 时间: 2003-06-05 13:32 标题: 请教关于linux下线程问题 上面这这篇文章指是在SMP中我们的Java(不好意思,这虽然是个java问题但我想这里涉汲到线程问题)程序是这样(代码1)写,而执行起来的顺序会是代码2?
CPU管道技术大概是一个怎样的机制?
代码1:
**IF flag == 0
{
// no resource
ENTER LOCK
IF flag == 0
*acquire resource
*set pointer to resource
*set flag
ELSE
set pointer to resource
LEAVE LOCK
}
ELSE
**set pointer to resource
代码2:
**set pointer to resource
**IF flag == 0
{
// no resource
ENTER LOCK
set pointer to resource
IF flag == 0
*set flag
*acquire resource ----- A
*set pointer to resource
ELSE