简介：futex 全称为Fast User-space Mutex，是Linux 2.5.7 内核引入的锁原语，不同于其他进程间通信IPC原语（如信号量Semaphore、信号Signal和各种锁pthread_mutex_lock），futex更轻量级、快速，一般应用开发人员可能很少用到，但可基于futex实现各类读写锁、屏障（barriers）和信号机制等。
相关背景
在Linux的早期版本（内核Linux 2.5.7 版本以前），进程间通信（Inter-Process Communication，IPC）沿用的是传统Unix系统和System V 的IPC，如信号量（Semaphores）和Socket 等，这些IPC 均基于系统调用（System Call）。这类方法的缺点是当系统竞争度较低时，每次都进行系统调用，会造成较大系统开销。
原理和做法
用户程序每次调用IPC机制都会产生系统调用，程序发生用户态和内核态的切换，futex 的基本思想是竞争态总是很少发生的，只有在竞争态才需要进入内核，否则在用户态即可完成。futex的两个目标是：1）尽量避免系统调用；2）避免不必要的上下文切换（导致的TLB失效等）。
具体而言，任务获取一个futex 将发起带锁的减指令，并验证数值结果值是否为0（加上了锁），如果成功则可继续执行程序，失败（为已经占用的锁继续加锁）则任务在内核被阻塞。为相同futex 变量的加锁的任务被阻塞后放在同一个队列，解锁任务通过减少变量（只有一个加锁且锁队列为空）或进入内核从锁队列唤醒任务。
注意：futex 在Linux 的内核实现为一个系统调用（SYS_futex），用户程序如果直接调用它肯定会进入内核态，它还需要和其他语句（如原子操作）配合使用，新手在未理解其futex 原理和并发控制机制时极易犯错，这也是为什么不推荐直接使用它的原因。
