中断屏蔽方法

利用“开/关中断指令”实现(与原语的实现思想相同,即在某进程开始访问临界区到结束访问为止都不允许被中断,也就不能发生进程切换,因此也不可能发生两个同时访问临界区的情况)

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优点: 简单、高效
缺点: 不适用于多处理机;只适用于操作系统内核进程,不适用于用户进程(因为开/关中断指令只能运行在内核态,这组指令如果能让用户随意使用会很危险)

TestAndSet指令

简称TS指令,也有地方称为 TestAndSetLock指令,或TSL指令。
TSL指令是用硬件实现的,执行的过程不允许被中断,只能一气呵成。以下是用C语言描述的逻辑
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若刚开始lock是 false,则TSL返回的old值为 false, while循环条件不满足,直接跳过循环,进入临界区。
若刚开始lock是true,则执行TSL后old返回的值为true, while循环条件满足,会一直循环,直到当前访问临界区的进程在退出区进行“解锁”。

相比软件实现方法,TSL指令把“上锁”和“检查”操作用硬件的方式变成了一气呵成的原子操作。
优点: 实现简单,无需像软件实现方法那样严格检査是否会有逻辑漏泂;适用于多处理机环境.
缺点: 不满足“让权等待”原则,暂时无法进入临界区的进程会占用CPU并循环执行TSL指令,从而导致“忙等”

Swap指令

有的地方也叫 Exchange指令,或简称XCHG指令。
Swap指令是用硬件实现的,执行的过程不允许被中断,只能一气呵成。以下是用C语言描述的逻辑

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逻辑上来看Swap和TSL并无太大区别,都是先记录下此时临界区是否已经被上锁(记录在old变量上),再将上锁标记lock设置为true,最后检査old,如果old为 false则说明之前没有别的进程对临界区上锁,则可跳出循环,进入临界区。

优点: 实现简单,无需像软件实现方法那样严格检査是否会有逻辑漏洞;适用于多处理机环境
缺点: 不满足“让权等待”原则,暂时无法进入临界区的进程会占用CPU并循环执行TSL指令,从而导致“忙等”