
【计】 mutual exclusion queue
【计】 mutual exclusive
alignment
【计】 Q; queue; queueing
互斥队列(Mutual Exclusion Queue)是计算机科学中用于管理并发访问共享资源的同步机制。其核心功能是通过互斥锁(Mutex) 确保同一时间仅有一个线程或进程访问队列,避免数据竞争(Data Race)。
互斥锁(Mutex)
线程需先获取锁才能操作队列。若锁已被占用,请求线程将阻塞(Block)或进入等待状态,直至锁释放。数学描述为:
$$ text{Lock}(M) rightarrow text{Critical Section} rightarrow text{Unlock}(M) $$
其中 ( M ) 为互斥锁,临界区(Critical Section)即队列操作代码段。
队列行为
若队列为空,出队操作可能阻塞线程直至新元素加入(如阻塞队列)。
互斥队列广泛用于多线程编程,例如:
task_struct
队列)。BlockingQueue
)。Silberschatz等人在《操作系统概念》(Operating System Concepts)中详解互斥队列在进程同步中的实现机制。
Go语言官方文档对sync.Mutex
与通道(Channel)的对比,阐明互斥队列的适用场景。
Dijkstra的经典论文《Cooperating Sequential Processes》(1965)首次形式化互斥问题,为队列同步奠定理论基础。
注:文献来源基于计算机科学经典著作及权威技术文档,未提供链接时建议通过学术数据库(如IEEE Xplore、ACM DL)或官方文档库检索。
互斥队列是计算机科学中结合了互斥机制和队列结构的复合概念,主要用于并发编程中对共享资源的保护。以下分两部分解释:
互斥(Mutual Exclusion)
队列(Queue)
将互斥机制应用于队列操作,解决并发场景下的线程安全问题:
$$ begin{aligned} &text{线程安全} = text{队列操作} + text{互斥锁} &text{适用场景} in { text{多线程通信}, text{资源共享控制} } end{aligned} $$
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