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同步互斥难题：Linux内核RCU机制与读写锁对比

共计 30 章节
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01
同步机制概述
为什么需要同步？临界区 · 竞态条件 · 原子操作的基本概念
同步机制概述为什么需要同步？…
02
读写锁（RW Lock）原理
读写锁的设计哲学 · 读者与写者的公平性 · 自旋与睡眠
RWLock
03
读写锁API详解
rwlock_t · read_lock() · write_lock()
API读写锁
04
读写锁实现机制
基于自旋锁的实现 · 读者计数 · 写者等待队列
读写锁实现机制基于自旋锁的实现
05
读写锁性能瓶颈
读者之间的竞争 · 缓存行 bouncing · 写者饥饿问题
读写锁性能瓶颈读者之间的竞争
06
RCU（Read-Copy-Update）诞生背景
读写锁的痛点 · 对高并发读场景的优化需求
RCURead-Copy-Up…
07
RCU核心思想
延迟回收 · 宽限期（Grace Period） · 读端无锁
RCU核心思想
08
RCU基本API
rcu_read_lock() · rcu_read_unlock() · synchronize_rcu()
RCUAPI
09
RCU数据发布
rcu_assign_pointer…
RCU数据发布
10
RCU宽限期检测
基于quiescent state的… · CPU状态跟踪
RCU宽限期检测
11
RCU实现变种
Tree RCU · Preemptible RCU · Sleepable RCU (SRC…
RCU实现变种
12
RCU与读写锁的读路径对比
读端开销 · 指令数 · 缓存影响
RCU读写锁的读路径对…
13
RCU与读写锁的写路径对比
写端开销 · 内存回收延迟 · 阻塞行为
RCU读写锁的写路径对…
14
RCU与读写锁的适用场景
读多写少 vs 读写均衡 vs 写多…
RCU读写锁的适用场景
15
RCU在Linux内核中的典型应用
路由表 · 文件系统dcache · 网络协议栈
RCULinux
16
读写锁在Linux内核中的典型应用
进程调度 · 内存管理 · 块设备层
Linux读写锁
17
RCU内存模型
内存屏障 · 地址依赖 · 编译器优化对RCU的影响
RCU内存模型
18
RCU与引用计数结合
get_rcu() · put_rcu() 模式 · 避免use-after-free
RCU引用计数结合
19
RCU链表操作
list_add_rcu() · list_del_rcu() · list_for_each_entr…
RCU链表操作
20
RCU哈希表操作
hlist_add_head_rcu… · hlist_for_each_ent…
RCU哈希表操作
21
读写锁的优先级反转问题
写者与读者的优先级反转 · 解决方案
读写锁的优先级反…写者
22
RCU的优先级反转问题
RCU回调执行与实时任务的冲突 · RCU优先级继承
RCU的优先级反转问题
23
RCU与Per-CPU变量的协同
减少全局锁竞争 · 提高读性能
RCUPer-CPU
24
读写锁的调试与死锁检测
lockdep · 自旋锁递归检测
读写锁的调试死锁检测
25
RCU的调试与跟踪
RCU stall检测 · rcu_torture测试 · tracepoint
RCU的调试
26
RCU与读写锁在SMP扩展性上的对比
多核扩展性测试数据 · 性能曲线
RCUSMP
27
RCU与读写锁在NUMA架构下的表现
跨节点访问延迟 · 本地性优化
RCUNUMA
28
RCU与读写锁的实时性对比
抢占延迟 · 中断上下文使用限制
RCU读写锁的实时性对…
29
RCU与读写锁的选择策略
决策树 · 性能评估方法 · 代码重构建议
RCU读写锁的选择策略
30
总结与展望
RCU的未来演进 · 读写锁的优化方向 · 混合同步方案
RCU的未来演进