[发明专利]一种锁机制的加锁方法、解锁方法和实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及无信号量的锁实现技术，尤其涉及的是，在嵌入式内存数据库系统中，一种锁机制的加锁方法、解锁方法和实现方法。

背景技术

嵌入式主内存数据库由于具有极强的实时性而受到越来越多的关注，嵌入式数据库强实时性来自于内存事务并发，并发的实现主要靠引入锁机制。

目前各种主内存数据库锁系统的实现都采用了信号量的方式，信号量方式的缺点是获取和释放信号量的时间相对较长，特别是在嵌入式系统中，信号量的等待意味着任务的切换，这是非常耗费时间的。

目前嵌入式系统实现锁机制主要采用以下方法：

1、采用信号量机制，一个最小单位设置一个信号量，这样一个锁的加锁可能需要很多个信号量的获取，但是获取这些信号量需要大量的时间。

2、采用非信号量进程延迟机制，但是在优先级抢占系统中，该方法无法正确运行。

3、采用任务等待信号量机制，该方法实现了一个锁只需要一个信号量。

嵌入式实时操作系统vxworks，在任务调度的基础上增加了进程调度的系统，习惯称为二次调度系统，其中，一个进程等待信号量的时候会阻塞整个任务，导致同一任务下的其他进程无法完成事务，造成死锁，因此上述现有方法均无法在优先级抢占调度的二次调度系统中实现。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是在优先级抢占调度的二次调度系统中，如何实现锁机制。

本发明的技术方案如下：

一种锁机制的加锁方法，其包括以下步骤：A1、初始化各资源的预约数分别为预设值，用于标记各资源的状态为未预约；A2、申请各资源时，对所申请各资源的预约数进行加一操作，将当前进程相关的锁节点加入到锁等待队列，并判断是否全部申请成功，否则执行A3；其中，所述锁等待队列为各锁节点分别设置以下项：进程标识、待申请资源、申请成功资源和待调度队列标识；A3、对于申请失败的各资源，逆向搜索所述锁等待队列，判断在其中是否搜索得到所需的资源，是则在搜索结果相关锁节点的待调度队列标识项，添加当前进程的进程标识，并将搜索得到的资源添加到当前进程相关的锁节点的待申请资源项；A4、判断申请失败的各资源是否全部搜索完成，否则继续执行A3。

所述的加锁方法，其中，步骤A1具体执行以下步骤：设置资源列表，用于管理各资源的预约数；初始化所述资源列表的各资源的预约数分别为预设值；并且，步骤A2中，申请各资源时，是在所述资源列表中，对所申请各资源的预约数进行加一操作。

一种锁机制的解锁方法，其包括以下步骤：B1、按顺序将资源分配给锁等待队列中的锁节点；其中，所述锁等待队列为各锁节点分别设置以下项：进程标识、待申请资源、申请成功资源和待调度队列标识；B2、对于某一锁节点所申请的各资源，判断其是否全部申请成功，是则解阻塞其对应的进程，把对应资源的预约数减一。

所述的解锁方法，其中，步骤B1之前还执行以下步骤：B0、判断所述锁等待队列的头节点无效，或者判断事务已经执行到最后，则执行步骤B1。

一种锁机制的实现方法，其包括以下加锁步骤和解锁步骤；

所述加锁步骤包括以下步骤：C1、初始化各资源的预约数分别为预设值，用于标记各资源的状态为未预约；C2、申请各资源时，对所申请各资源的预约数进行加一操作，将当前进程相关的锁节点加入到锁等待队列，并判断是否全部申请成功，否则执行C3；其中，所述锁等待队列为各锁节点分别设置以下项：进程标识、待申请资源、申请成功资源和待调度队列标识；C3、对于申请失败的各资源，逆向搜索所述锁等待队列，判断在其中是否搜索得到所需的资源，是则在搜索结果相关锁节点的待调度队列标识项，添加当前进程的进程标识，并将搜索得到的资源添加到当前进程相关的锁节点的待申请资源项；C4、判断申请失败的各资源是否全部搜索完成，否则继续执行C3；

所述解锁步骤包括以下步骤：C5、按顺序将资源分配给锁等待队列中的锁节点；其中，所述锁等待队列为各锁节点分别设置以下项：进程标识、待申请资源、申请成功资源和待调度队列标识；C6、对于某一锁节点所申请的各资源，判断其是否全部申请成功，是则解阻塞其对应的进程，把对应资源的预约数减一。

所述的实现方法，其中，步骤C1具体执行以下步骤：设置资源列表，用于管理各资源的预约数；初始化所述资源列表的各资源的预约数分别为预设值；并且，步骤C2中，申请各资源时，是在所述资源列表中，对所申请各资源的预约数进行加一操作；并且，步骤C6中，把对应资源的预约数减一时，是在所述资源列表中，将对应资源的预约数进行减一操作。