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(轉) 自旋鎖和互斥鎖

bsp 釋放 想要 得到 bus block http () use

自旋鎖(Spin lock)

自旋鎖與互斥鎖有點類似,只是自旋鎖不會引起調用者睡眠,如果自旋鎖已經被別的執行單元保持,調用者就一直循環在那裏看是 否該自旋鎖的保持者已經釋放了鎖,"自旋"一詞就是因此而得名。其作用是為了解決某項資源的互斥使用。因為自旋鎖不會引起調用者睡眠,所以自旋鎖的效率遠 高於互斥鎖。雖然它的效率比互斥鎖高,但是它也有些不足之處:
1、自旋鎖一直占用CPU,他在未獲得鎖的情況下,一直運行--自旋,所以占用著CPU,如果不能在很短的時 間內獲得鎖,這無疑會使CPU效率降低。
2、在用自旋鎖時有可能造成死鎖,當遞歸調用時有可能造成死鎖,調用有些其他函數也可能造成死鎖,如 copy_to_user()、copy_from_user()、kmalloc()等。

因此我們要慎重使用自旋鎖,自旋鎖只有在內核可搶占式或SMP的情況下才真正需要,在單CPU且不可搶占式的內核下,自旋鎖的操作為空操作。自旋鎖適用於鎖使用者保持鎖時間比較短的情況下。

兩種鎖的加鎖原理

互斥鎖:線程會從sleep(加鎖)——>running(解鎖),過程中有上下文的切換,cpu的搶占,信號的發送等開銷。

自旋鎖:線程一直是running(加鎖——>解鎖),死循環檢測鎖的標誌位,機制不復雜。

互斥鎖屬於sleep-waiting類型的鎖。例如在一個雙核的機器上有兩個線程(線程A和線程B),它們分別運行在Core0和 Core1上。假設線程A想要通過pthread_mutex_lock操作去得到一個臨界區的鎖,而此時這個鎖正被線程B所持有,那麽線程A就會被阻塞 (blocking),Core0 會在此時進行上下文切換(Context Switch)將線程A置於等待隊列中,此時Core0就可以運行其他的任務(例如另一個線程C)而不必進行忙等待。而自旋鎖則不然,它屬於busy-waiting類型的鎖,如果線程A是使用pthread_spin_lock操作去請求鎖,那麽線程A就會一直在 Core0上進行忙等待並不停的進行鎖請求,直到得到這個鎖為止。

兩種鎖的區別

互斥鎖的起始原始開銷要高於自旋鎖,但是基本是一勞永逸,臨界區持鎖時間的大小並不會對互斥鎖的開銷造成影響,而自旋鎖是死循環檢測,加鎖全程消耗cpu,起始開銷雖然低於互斥鎖,但是隨著持鎖時間,加鎖的開銷是線性增長。

兩種鎖的應用

互斥鎖用於臨界區持鎖時間比較長的操作,比如下面這些情況都可以考慮

1 臨界區有IO操作

2 臨界區代碼復雜或者循環量大

3 臨界區競爭非常激烈

4 單核處理器

至於自旋鎖就主要用在臨界區持鎖時間非常短且CPU資源不緊張的情況下,自旋鎖一般用於多核的服務器。

原文:https://blog.csdn.net/susidian/article/details/51068858


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