在Linux中，lock（锁）是一种用于多任务、多线程或多进程环境中的同步机制，其核心目的是保证对共享资源（如内存、文件、设备等）的独占访问，防止因并发操作导致的数据竞争（Race Condition）或数据不一致问题。
Linux系统中的锁主要分为以下几类：
| 锁类型 | 适用场景 | 特点 |
|---|---|---|
| 文件锁（File Lock） | 进程间文件访问同步 | 支持建议性锁（Advisory）和强制性锁（Mandatory），通过fcntl()或flock()系统调用实现 |
| 互斥锁（Mutex） | 线程间共享资源保护 | 阻塞型锁，通过pthread_mutex实现，避免忙等待 |
| 自旋锁（Spinlock） | 内核短临界区保护 | 忙等待锁，适用于持有时间极短的场景 |
| 读写锁（RW Lock） | 读写分离场景 | 允许多个读操作并行，写操作独占 |
Linux的锁机制根据作用域可分为两类：
1. 内核空间锁：用于保护内核数据结构的并发安全（如自旋锁、信号量）。
2. 用户空间锁：用户态程序通过POSIX线程库（pthread）实现的锁（如互斥锁、条件变量）。
| 模式 | 技术实现 | 生效条件 |
|---|---|---|
| 建议性锁（Advisory） | fcntl(F_SETLK) / flock(LOCK_EX) | 依赖进程主动检查锁状态 |
| 强制性锁（Mandatory） | mount -o mand + fcntl(F_SETLEASE) | 内核强制拦截违规访问 |
- 文件锁：flock()、fcntl()
- 线程锁：pthread_mutex_lock()、pthread_rwlock_wrlock()
- 信号量：sem_wait()（POSIX信号量）
- 死锁风险：需避免循环等待（如A等B，B等A）
- 粒度控制：过细的锁会增加开销，过粗的锁会降低并发性
- 优先级反转：高优先级进程可能被低优先级进程持有的锁阻塞
扩展：Linux还提供了锁调试工具如lslocks（查看系统当前锁状态）和valgrind --tool=helgrind（检测线程锁错误）。同时在分布式场景下，会使用基于网络的锁服务（如Redis分布式锁）。
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