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前言

📫作者简介：小明java问道之路，专注于研究 Java/ Liunx内核/ C++及汇编/计算机底层原理/源码，就职于大型金融公司后端高级工程师，擅长交易领域的高安全/可用/并发/性能的架构设计与演进、系统优化与稳定性建设。

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本文导读

前面的都是比较容易理解的普通互斥锁、自旋锁、信号量、读写锁，本问seq锁是在之前的锁实现上做了一些不一样的操作。

一、Linux内核seq锁实现原理

这里的 seq 叫作顺序锁，为什么叫顺序锁?就是对一个 unsigned sequence 变量执行操作。它的特点在哪呢？读和写不会产生阻塞。我们知道在读写锁中，当读锁持有时，写者被阻塞；而这里持有读锁时还能写，也就是读写互不影响。它是如何做到的呢？来看源码实现。

二、Linux内核seq锁源码解析

1、怎么用 seq 锁

do {
    seq=read_seqbegin(&foo); 
    
    // do Something

}while(read_seqretry(&foo, seq));

2、seq锁源码解析

如果理解了自旋锁、信号量、读写锁后，理解seq 锁就非常简单，其实就是让读者自己去做判断是否更改了数据，如果更改了那么自己重试去吧。

思考一下，写者之间互斥吗？

答案是互斥的，上述读锁、上锁，未看到自旋锁，所以写者互斥。

对于 seq 锁有什么场景限制吗？

答案是有场景限制。想象一下，如果seq锁被用于指针结构，那么会发生什么？A读者读取了M指针并正在操作，然而B写者将M指针结束了。这对吗？所以seq锁不能用于指针类型

seq 锁结构：声明一个无符号整型大小的变量sequence，自旋锁用于保护上面的sequence，不妨大胆猜测写写互斥。

这两个宏相当简单，和之前的自旋锁一样，初始化一个 seq 锁结构 #define SEQLOCK_UNLOCKED {0, SPIN_LOCK_UNLOCKED }、#define seqlock_init(x)

// seq 锁结构 
typedef struct{
    unsigned sequence;	// 声明一个无符号整型大小的变量sequence	
    spinlock_t lock;	// 自旋锁用于保护上面的sequence，不妨大胆猜测写写互斥	
}seqlock_t;

// 这两个宏相当简单，和之前的自旋锁一样，初始化一个 seq 锁结构
#define SEQLOCK_UNLOCKED {0, SPIN_LOCK_UNLOCKED }
#define seqlock_init(x) 
do { 
    *(x) =(seqlock_t) SEQLOCK_UNLOCKED; 
} while (0)

// 持有写锁
static inline void write_seqlock(seqlock_t*sl) {
    // 上自旋锁，这在之前已讲过，这里就不多说了 
    spin lock(&sl->lock);

    // 针对 sequence++，由于初始值为 0，不难看出，当 seq 为奇数时，为写者持有状态，为偶数时为无写状态
    ++sl->sequence;

    // 全屏障，保证指令有序性 
    smp_wmb();
}
    
// 写顺序释放锁
static inline void write_sequnlock(seqlock_t *sl) {
    smp_wmb();
    // 这里会变为偶数 
    sl->sequence++;
    spin_unlock(&sl->lock);
}

// 无阻塞的尝试获取写锁，其实就是调用spin_trylock
static inline int write_tryseqlock(seqlock_t *sl) {
    int ret =spin_trylock(&sl->lock); 
    if(ret) {
        ++sl->sequence; 
        smp_wmb();
    }
    return ret;
}

// 这里并没上锁，而是使用了rmb读屏障。
// 这是为何?其实读屏障是为了保证对sequence的读不会被重排序到后面的读操作之后。
// 读sequence后返回是为何?很简单，用来比较，想想为何在读者读数据时，
// 允许写操作进入执行修改操作?就是在读完并操作完后，读者通过这里读的变量与当前的sequence 做比较，
// 如果不相等，是不是就说明了操作完成时有写者更改了状态，那么怎么办?直接重试执行即可
static inline unsigned read seqbegin(const seqlockt*sl) {
    unsigned ret=sl->sequence; 
    smp_rmb(); 
    return ret;
}

// 用于判断在readseqbegin期间有没有写者更改了变量，如果之前的iv也就是读者开始读操作时保存的seq值为奇数
// 直接重试。如果当前的sequence异或之前保存的seq值不为0的话，即不相等的话，也须重试
static inline int read_seqretry(const seqlock_t*sl,unsigned iv) {
    smp_rmb();
    return (iv &1)|(sl->sequence ^iv);
}

持有写锁，上自旋锁，这在之前已讲过，这里就不多说了，针对 sequence++，由于初始值为 0，不难看出，当 seq 为奇数时，为写者持有状态，为偶数时为无写状态。

无阻塞的尝试获取写锁，其实就是调用spin_trylock。

这里并没上锁，而是使用了rmb读屏障。这是为何？其实读屏障是为了保证对sequence的读不会被重排序到后面的读操作之后。

用于判断在readseqbegin期间有没有写者更改了变量，如果之前的iv也就是读者开始读操作时保存的seq值为奇数直接重试。如果当前的sequence异或之前保存的seq值不为0的话，即不相等的话，也须重试。

总结

前面的都是比较容易理解的普通互斥锁、自旋锁、信号量、读写锁，本问seq锁是在之前的锁实现上做了一些不一样的操作。全屏障，保证指令有序性 。

读sequence后返回是为何？很简单，用来比较，想想为何在读者读数据时，

允许写操作进入执行修改操作？就是在读完并操作完后，读者通过这里读的变量与当前的sequence 做比较。

如果不相等，是不是就说明了操作完成时有写者更改了状态，那么怎么办？直接重试执行即可。