深入理解 Linux 的 RCU 机制

发布网友发布时间：2024-10-03 06:04

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热心网友时间：2024-10-22 23:57

RCU(Read-Copy Update)，是Linux中一种重要的同步机制。其核心思想是“读，拷贝更新”，即允许多个读者同时访问共享数据，而写者更新数据时需要先复制一份副本，完成修改后再替换旧数据。

RCU特别适用于“读多写少”的场景。它允许多个读者同时访问数据，读者性能不受影响，读者与写者之间无需同步机制。但若存在多个写者，写者之间需要利用其他同步机制保证同步。

RCU的一个典型应用场景是链表。Linux内核中提供了专门的头文件，用于实现RCU机制对链表的增删查改操作。本文将通过实例，利用该机制对链表进行操作，并介绍相关API。

增加链表项时，需要使用rcu_assign_pointer()接口，并设置内存屏障确保操作安全。若存在多个线程同时操作，则需要使用其他同步机制保护。

访问链表项时，使用rcu_read_lock()和rcu_read_unlock()声明读端临界区。rcu_dereference()宏函数用于获取链表项指针，并保证代码的可移植性。

删除链表项时，使用list_del_rcu()将项移出链表。synchronize_rcu()确保读端临界区结束时释放链表项内存，避免释放正在访问的项。

更新链表项时，复制一份副本，完成更新后调用list_replace_rcu()替换旧节点，并释放旧节点内存。