Linux operatsioonisüsteem kasutab lukku

Sissejuhatus

TODO

Mõisted

• Giant Lock
• Big Kernel Lock (BKL)
• mutex - mutual exclusive

Tööpõhimõte

Väited

• lukustamine lahendab moel või teisel ühiskasutuseks mõeldud ressursi kasutamise probleemi - nt lubab korraga kasutada ressurssi ühel actoril (mutex) või max näidatud arvul actoritel (semaphore)
• kui maailmas olid ühe protsessoriga arvutid oli elu nö lihtsam - arvutil töötas üks kernel ja üks protsessor ja mälus oli üks komplekt nö struktuure
• kui maailma tekkisid mitme protsessoriga arvutid muutus elu keerulisemaks - arvutil töötas jätkuvalt üks kernel, aga nüüd konkureerisid mälu-struktuuride muutmisel mitu protsessorit ja midagi tuli ette võtta konfliktide ärahoidmiseks
• konfliktid olid vähem aktuaalsed user space'is ja kasu mitmest protsessorist oli kiiresti olemas user space'is - nt arvutusi nagu andmete järjestamised sai teha mitme protsessori peal samaaegselt kõrvuti
• konfliktid olid reljeefsemad kernel space'is ja kõige otsekohesem ja ebaefektiivsem oli neid ära hoida kasutades nn giant lock moodi lähenemist - st kui süsteemi mõni protsessor läks kernel space'i siis kõik muud protsessorid olid ootel enne kui said ka midagi teha kernel spece'is (user space'is said nad toimetada edasi) - st kernel space tegevusteks oli mitme protsessoriga arvuti efektiivselt ühe protsessoriga arvuti
• targa süsteemi programmeerimise tulemusena on 2026 aastaks suuresti olemas targemad lahendused - kernel space tegevusi saab ka teha paralleelselt mitme protsessori peal (nt võrguliiklusega tegeleda)

Nt OpenBSD puhul viimase ajani eemaldatakse kernel space juurest giant-lock lukustust

Misc

• mutex - mutul exclusive puhul üks execution proovib kasutada ühist ressurssi ja kui ei saab läheb nö magama
• spinlock - istub cpu otsas ja ilma magamata ootab - tundub kallis, aga vahel lühike spin on otstarbekam ressursikasutuse seisukohalt kui lühike sleep
• semaphore - nt
• rwlock
• lock-free

Tööpõhimõte - Python

Väited

• python virtual computer sees esinevad analoogselt nö tavalisele arvutile kaks nähtust - 1. kernel mode ja 2. user mode
• python virtaul computer sees nö käib mitte machine code, aga bytecode - 'python bytecode'
• python virtual computer user mode osakonnas toimuvad analoogselt arvutused, järjestused jms - see on ikka tulnud multi cpu väljakutsega toime
• python virtual computer kernel mode osakonnas toimub nt võrguliiklus ja andmesalvestus - nii nagu on see olnud väljakutse tavalisele operatsioonisüsteemile ja üldiselt on see ületatud (nn giant lock), python virtual machine 2026 aastal liigub selles suunas; on mõned frameworkid mis selle lahendavad
• üks meede lahendada python virtual machine sisest kernel mode multi cpu väljakutset on käivitada operatsioonisüsteemis mitmeid python virtual machine'isid
• mitmete machine'ide puhul on probleemiks suhteliselt suur mälukasutus - iga vajab suhteliselt palju compute ressurssi
• sellistel kaalutlustel võiks olla teatud iseloomuga workload (nt cpu intensiivne paralleelne nagu tavaliselt veebiserveri puhul) efektiivsem golang vms platvormidel
• java puhul esineb samuti virtual machine (jvm) kuid java jaoks on juba nö pikka aega jvm-sisene-kernel-mode-multi-cpu-challenge ära lahendatud

Kasulikud lisamaterjalid

• https://en.wikipedia.org/wiki/Giant_lock