Linux 下同步和互斥的实现
Linux是使用广泛的操作系统，它是由不同的程序和进程构成的。许多并发程序所涉及的多个进程之间的通常要求是同步和互斥。为了避免竞争条件，必须实现这些概念，以确保正确的执行。Linux提供了多种机制来实现这些同步和互斥机制。
首先，Linux提供了多个同步原语，用于在多线程和多进程环境中防止竞争条件。 例如，利用busy waiting，可以很容易地实现线程和进程的同步，其中一个线程可以用间隔等待的方法“等待”另一个线程完成某个操作。 例如，下面的C语言示例实现了busy waiting：
while(cond == true){Sleep(10);}
此外，Linux还支持信号实现同步，可以使进程之间的通信更加安全可靠。 信号可以用来暂时阻止一个进程，以便另一个进程完成某项操作。 例如，下面的C语言示例可以实现object locking，以防止同一资源同时被两个进程占用：
sigaction(SIG_BLOCK, NULL, &old_action); sigemptyset(&blockSet); sigaddset(&blockSet, SIGALRM); sigprocmask(SIG_BLOCK, &blockSet, NULL);
另外，Linux还可以使用消息队列来实现客户端/ 服务器 模式，以实现不同进程或线程之间的互斥和同步。 一个进程或线程可以发送一个消息到消息队列，另一个进程或线程可以接收消息并进行处理。 例如，下面的C语言示例实现了一个简单的消息队列：
message_queue *mq; status=mq_create(mq, 0);// 创建消息队列 status=mq_send(mq, msg, length);// 向消息队列发送消息 status=mq_receive(mq, msg, length);// 从消息队列接收消息
最后，Linux提供了一个叫做互斥锁的特殊原语，用于实现进程或线程之间的互斥。 互斥锁可用于安全地访问共享资源，确保在某个时间期间，只有一个线程可以访问某个资源。 下面的C语言示例实现了互斥锁：
pthread_mutex_t mymutex; pthread_mutex_init(&mymutex, NULL); pthread_mutex_lock(&mymutex); // TODO: Process Critical Section pthread_mutex_unlock(&mymutex);
因此，Linux提供了各种原语和工具，用于在多线程和多进程环境中实现各种同步和互斥的机制。 以上只是Linux下的一些实现方法，其他实现方法也可以应用在其他Linux中，以获得最佳性能和可靠性。
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怎样编写Linux设备驱动程序？
Linux是Unix操作系统的一种变种，在Linux下编写驱动程序的原理和思想完全类似于其他的Unix系统，但它dos或window环境下的驱动程序有很大的区别。 在Linux环境下设计驱动程序，思想简洁，操作方便，功能也很强大，但是支持函数少，只能依赖kernel中的函数，有些常用的操作要自己来编写，而且调试也不方便。 本人这几周来为实验室自行研制的一块多媒体卡编制了驱动程序，获得了一些经验，愿与Linux fans共享一、Linux device driver 的概念系统调用是操作系统内核和应用程序之间的接口，设备驱动程序是操作系统内核和机器硬件之间的接口。 设备驱动程序为应用程序屏蔽了硬件的细节，这样在应用程序看来，硬件设备只是一个设备文件， 应用程序可以象操作普通文件一样对硬件设备进行操作。 设备驱动程序是内核的一部分，它完成以下的功能：1.对设备初始化和释放。 2.把数据从内核传送到硬件和从硬件读取数据。 3.读取应用程序传送给设备文件的数据和回送应用程序请求的数据。 4.检测和处理设备出现的错误。 二、实例剖析我们来写一个最简单的字符设备驱动程序。 虽然它什么也不做，但是通过它可以了解Linux的设备驱动程序的工作原理。
关于linux编程中fork和pipe的问题
fork()不仅创建出与父进程代码相同的子进程，而且父进程在fork执行点的所有上下文场景也被自动复制到子进程中，包括： —全局和局部变量 —打开的文件句柄 —共享内存、消息等同步对象由于pipe调用相当于创建了2个文件句柄，因此在fork后这两个句柄也被自动复制到子进程中，对这两个句柄的操作效果与在主进程中的操作效果是一致的，这就使父子进程之间很容易通过该机制实现数据交换，如：假设pipe产生的句柄为P[0],P[1]，在fork后父子进程都拥有了P[0],P[1]句柄，那么： —父进程可向自己的P[1]中写入数据，子进程从P[0]中即可读出该数据；切记此时父进程不能也从P[0]读数据，否则自己写入的数据可能先被自己读走了 —反之亦然，子进程向P[1]中写入数据后，父进程从P[0]中可读出该数据；切记此时子进程不要从P[0]读走数据你可能难以理解为什么进程内部的数据读写会被传递到另一个进程，但别忘了，pipe匿名管道和文件，socket等一样是属于操作系统的管理对象，对其进行读写都是由OS的内核代码来进行控制的。 在父进程调用pipe创建出管道后，该管道对象是存储在OS内部的，父进程得到的P[0]和P[1]都只是对该对象的引用（相当于指针）；在fork出子进程后，子进程复制出的也只是同一个指针，所指向的还是OS中的同一个对象，这就是为什么父子进程能通过其进行互相通信的原因。
菜鸟始终不明白互斥对象和 WaitForSingleObject！
用最简单的语言说就是这个对象有两个状态比如我们称0和1，称什么一点也不重要，有信号和无信号就是相对的两个状态，没什么意义，你就认为一个状态是0另一个状态是1。 在程序里如果加了WaitForSingleObject，那么程序到这里就去检测你给他的那个句柄的状态，如果是0程序就停在这里了，如果是1，程序就继续下去。 那么线程同步就要利用这两个状态。 假如你有两个线程，都有可能访问同一个文件，而同一个文件是不能被两个线程同时写入的，那么你就需要在写入之前先判断文件有没有被另一个线程在写入，如果有则等着，等另一个线程写完之后你再继续，我们不能用一个死循坏来尝试打开文件知道成功为止，这样会让CPU有非常高的占用率。 这里你就要创建一个对象，这个对象有两个状态，我们约定，如果一个线程要写入文件之前就把这个对象状态变成0，写完之后把它变回1，那么另一个线程在写文件之前只要检测这个对象是不是为0就可以确定文件有没有被另一个线程在写入了。 检测的过程就用WaitForSingleObject来操作，如果为1，WaitForSingleObject就和没这句话一样立刻执行下去了，如果那个对象是个0，那么WaitForSingleObject就会停在这里等，等到另一个线程写完文件，因为那个线程在写完文件之后会把对象变成1。 这个状态1我们命名为有信号状态，状态0我们称无信号状态。 我们就把这个对象叫做互斥体，他起到了对这个文件读写的互斥作用。 这整个写文件之前之后改变互斥体状态，写之前检测互斥体状态这个过程就是一个线程的同步。 同步是编程的人自己要考虑的问题，系统不会帮你同步，也就是说我们进行了上述的约定之后，你在编程的时候必须要在写入文件之前将互斥体置为无信号状态，写完之后置为有信号状态。 这样应该好懂了吧？不懂继续追问吧。
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