Linux 内核中的 RCU 机制学习总结

RCU(Read-Copy-Update)是Linux内核中一种用于读多写少场景的高性能同步机制。它的核心思想很简单:通过延迟释放旧数据来保证读操作的并发性和性能,让读操作完全不加锁、不阻塞。

工作原理(三步走)

读取(Read):

读线程直接访问共享数据,不需要任何锁。因为内核保证在读取期间,即使数据被更新,旧数据的内存也不会被释放。

复制与更新(Copy-Update):

写线程需要更新数据时,先复制一份原数据,在副本上修改。修改完成后,通过原子操作将指针指向新副本。此时,新来的读请求将看到新数据,而仍在读旧数据的读线程继续访问旧副本。

延迟释放(延迟回收):

写线程在更新指针后,不会立即删除旧数据。它会在确保所有在更新前就开始读旧数据的线程都已完成读取后安全地回收旧内存。

在 RCU 机制中,读者无开销(无需锁或者原子指令),写者开销大(复制数据,更新指针),适用于读极多、写极少的数据结构(如路由表、策略表、进程列表)。

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