[发明专利]一种内存读写过程的资源锁定方法

说明书

本发明提出一种内存读写过程的资源锁定算法，用于有寻址标记的内存资源D的读写操作，寻址标记包括地址区间、权限标识和时间戳；权限标识为可分配、只读、只写三种互斥的状态；锁定算法把读操作请求定向至权限标识为只读的内存资源；锁定算法把写操作请求定向权限只写的内存资源；锁定算法在写操作时，若写操作是针对已有内容X的内存空间S，则锁定算法把内容X在内存中复制形成具备只写权限的的镜像空间L，镜像空间L用于替代内存空间S响应针对内容X的写操作，并在写操作结束后替代内存空间S；本发明可在内存数据块单进程（线程）写和多进程(线程)读的场景下，利用内存切换算法替换互斥锁用于解决共享资源互斥访问的同步问题。

技术领域

本发明涉及计算设备技术领域，尤其是一种内存读写过程的资源锁定方法。

背景技术

互斥锁一般采用信号灯实现，用于同步或者互斥对共享资源的访问。信号灯的大量操作和使用会占用系统大量的CPU资源，并且严重影响了系统多CPU或者多内核的资源优势，对并发需求比较高，多进程(线程)共享资源的系统是个比较大的瓶颈。由于信号灯对资源保护只能允许一次一个进程或线程访问，所以多进程或线程访问一个共同资源会造成进程或线程的排队等待，无法满足系统的高效运行。

现有解决资源共享和互斥问题，主要是通过先申请信号灯，在申请信号灯成功后对资源进行读或者写操作，操作完成再释放信号灯。针对共享资源读的次数远大于写次数的前提下，上述方法对高并发系统要求存在如下问题：

1.每次进程(线程)访问共享资源，都要申请信号灯，大量的信号灯会占用操作系统的大量CPU资源,影响并发数；

2.共享资源操作被信号灯保护会造成访问共享资源的进程(线程)在等待，影响了系统的单进程(线程)处理能力；

3.由于写或修改的进程(线程)对共享资源的访问是局部的，并且频次远比读访问低，但需要对共享资源进行加信号灯保护，而造成读进程(线程)的大量排队。

多进程(线程)对共享资源的互斥访问，容易造成系统的死锁。

发明内容

本发明提出一种内存读写过程的资源锁定方法，可在内存数据块单进程（线程）写和多进程(线程)读的场景下，利用内存切换算法替换互斥锁用于解决共享资源互斥访问的同步问题。

本发明采用以下技术方案。

一种内存读写过程的资源锁定方法，用于有寻址标记的内存资源D的读写操作，所述寻址标记包括地址区间、权限标识和时间戳；在内存读写过程中，所述锁定方法对内存资源D的权限标识进行调整，并把读写操作分别定向至与权限标识匹配的内存资源处；所述权限标识为可分配、只读、只写三种互斥的状态；所述锁定方法把读操作请求定向至权限标识为只读的内存资源；所述锁定方法把写操作请求定向至权限标识为只写的内存资源；

所述锁定方法在写操作时，若写操作是针对已有内容X的内存空间S，则锁定方法把内容X在内存中复制以形成具备只写权限的的镜像空间L，镜像空间L在内存空间S的写操作过程中用于替代内存空间S响应针对内容X的写操作，锁定方法在写操作结束后进行复位操作以释放内存空间S占用的内存资源，并以镜像空间L替换内存空间S。

设写操作是针对已有内容的内存空间S，则所述镜像操作的步骤为；

A1、确认内存空间S的权限为只读，查找内存中的可用区域；

A2、把该内存空间S的内容复制到内存中的可用区域，并在复制作业完成后，把该区域的权限标识设为只写，形成权限标识为只写的镜像空间L；

A3、在写操作的过程中，所述资源锁定方法把收到的读操作请求定向至内存空间S，把收到的写操作定向至镜像空间L；

A4、在写操作完成时，所述资源锁定方法把镜像空间L的时间戳修改为写操作完成时间。