解析Linux等待队列的运用（linux等待队列的使用）

Linux作为一种操作系统，等待队列机制在内核中发挥着非常重要的作用。比如，在处理临界区的访问，需要实现消息循环，消息队列管理异步事件等情况，都需要用到等待队列。其工作方式是，当发生请求时，会根据状态和目的地址，将请求加入等待队列中，等待cpu执行。

下面，我们就以Linux系统为例，来介绍一下等待队列的运用。首先，要了解等待队列，需要分析和理解内核操作系统中的代码，下面以一段核心模块的常用函数__wait_on_bit()为例，介绍一下它的运用和实现的步骤：

void __wait_on_bit(struct wait_queue_head *wq, struct wait_queue_entry *wq_entry,int (*action)(struct wait_queue_entry *))
{
  struct wait_queue *wait;
 signed long timeout;

 //注册要等待的wait queue
 wait = prepare_to_wait_exclusive(wq, wq_entry, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 timeout = MAX_SCHEDULE_TIMEOUT;

 //释放wq->lock锁
 smp_mb();
 
 //等待队列条件满足
 while (!(*action)(wq_entry)) {
  timeout = io_schedule_timeout(timeout);
  wait_io_event_timeout(wq_entry, timeout);
  //重新获得wq->lock
  smp_mb();
  if (signal_pending_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE, wq_entry->private))
   break;
 }
 //结束wait并获取wq->lock
 finish_wait(wq, wait);
}

这段代码的框架如下：首先，需要注册一个进入等待的队列wait，随后会获取超时时间timeout，然后释放锁wq->lock，同时检查等待条件是否满足。如果满足，则调用io_schedule_timeout()方法进行超时处理；如果不满足，通过wait_io_event_timeout()方法进行等待，直到条件满足时才结束等待。最后，重新获得wq->lock，等待结束。

以上，就是Linux等待队列的运用，从而实现临界区的处理，信号的传递以及消息的处理等功能。其中，需要特别注意的是，wait中的队列，在进行wait_io_event_timeout()操作前，要保证能够获得可执行的lock，以保证在等待过程中的安全性。