为什么需要互斥？为什么有临界区？
因为中断随时可能发生，而中断必不可少。
1、最早为了实现互斥，使用控制中断的方法——在临界区关闭中断。
很好理解，处理器自闭了，和每个进程（线程）轮番上演吊死在一棵树上的戏码。
缺点：特权滥用，害怕恶意进程，不支持多处理器，以及，中断很重要！（比如磁盘完成了读取请求但是由于没有中断，等待读取的进程无从得知这一事实）

2、测试并设置指令（test-and-set）——一种原子交换，自旋性能损耗大，有硬件支持，不会因为不可预知的中断导致失去原子性和正确性

本文代码来自Remzi的操作系统导论OSTEP

int TestAndSet(int *old_ptr,int new)//原子性的把旧值变为新值，并且返回旧值
{int old=*old_ptr;*old_ptr=new;return old;
}typedef struct lock_t
{int flag;
}lock_t;void init(lock_t *lock)
{lock->flag=0;
}void lock(lock_t *lock)
{while(TestAndSet(&lock->flag,1)==1)  //还有一种错误写法 :while(lock_t->flag==1) ; lock_t->flag=1;;//	自旋                                                                                   
}void unlock(lock_t *lock)
{lock->flag=0;
}

3、比较并交换(SPARC系统上是compare-and-swap，x86上是compare-and-exchange)
只需要将TestAndSet函数换为以下函数即可：

int CAS(int *old_ptr,int expected,int new)
{int old=*old_ptr;if(old==expected)  //本行就是比test-and-set添加的部分*old_ptr=new;return old;
}

4、连接的加载和条件式存储指令

int LoadLinked (int *ptr)
{return *ptr;
}int StoreConditional(int *ptr,int value)
{if(加载的地址在这段期间都没有更新过){*ptr=value;return 1;}elsereturn 0;
}void lock(lock_t *lock)
{while(1){while(LoadLinked(&lock->flag)==1) //锁目前不可用就自旋;if(StoreConditional(&lock->flag,1)==1)//如果说成功把*ptr更新为1，那么获取锁成功，否则失败return;}
}void unlock(lock_t *lock)
{lock->flag=0;
}

1、2、3、4均是硬件原语的C语言伪代码，它们实现了正确性（原子性），但是没有考虑公平性。
5、获取并增加(fetch-and-add)
代码结构与test-and-set类似，但加入了ticket和turn变量实现了轮转，考虑了公平性，能保证所有线程都能抢到锁。

1、2、3、4、5均属于自旋锁，不同系统有具体的构建更有效率的锁的方法，大部分都使用休眠代替了自旋，详细可参见OSTEP的第28章第230页。

说完了并发环境下锁、互斥的几种实现，说说如何用于数据结构吧。
1、并发计数
为了在多核系统中提高并发性能，需要维护好临界区。
显然，如果每一次简单的计数操作（比如++）都需要生成锁、释放锁，性能上十分不划算。
因此，要偷懒，不实时更新计数值！
引入多个局部计数器，一个全局计数器，比如说4个CPU则有4个局部计数器。
懒惰带来性能！
常用的实现是设置一个阈值S，比如S=100万则4个CPU上的每个计数器上的值到达100万时，加一次锁，把值汇总到全局计数器。
S变大则性能变好，计数器延迟增大。S变小则性能较差，延迟较小。

2、并发链表
这种数据结构在加锁时可能出现问题——锁还占用着，程序崩溃了——比如说在插入链表时，如果我们把获取锁放在程序开头，释放锁放在程序结尾，程序确实不会有临界区冲突的问题，但是如果在释放锁之前，程序崩溃，那么锁就会…
以上问题的解决方案：使得临界区更精准，而不是大大咧咧的整个把程序括起来，从而让释放锁之前绝不崩溃 ——具体的说，临界区应该是包含可能受到中断影响的部分（比如指针）的最小代码段。

3、并发队列
队列头尾各一个锁。
思路与并发链表类似——保护好敏感值（通常是指针）。

欢迎大家勘误及留言~（Remzi的书真的很不错！