互斥锁、自旋锁详解

2024-03-25 04:58
文章标签 互斥 详解 自旋

本文主要是介绍互斥锁、自旋锁详解,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

互斥锁

如果一个资源会被不同的线程访问修改,那么我们把这个资源叫做临界资源(《操作系统》),那么对于该资源访问修改相关的代码就叫做临界区。引入互斥锁即解决多个线程之间共享同一个共享资源,这是多线程编程需要考虑的一个问题。

互斥锁又称互斥型信号量,是一种特殊的二值性信号量,用于实现对共享资源的独占式处理。
任意时刻互斥锁的状态只有两种:开锁或闭锁。当有任务持有时,互斥锁处于闭锁状态,这个任务获得该互斥锁的所有权。当该任务释放它时,该互斥锁被开锁,任务失去该互斥锁的所有权。当一个任务持有互斥锁时,其他任务将不能再对该互斥锁进行开锁或持有。

自旋锁(Spin_lock)

工作原理:Spin_lock是Linux内核的一种同步机制。内核代码可以通过获得spin_lock宣称对某一资源的占有,直到其释放该spin_lock;如果内核代码试图获得一个已经锁定的spin_lock,则这部分代码会一直忙等待,直到获得该spin_lock。

spinlock会轮询占用cpu 那为什么还要它呢?

原因:spin_lock 用在多处理器驱动程序中,多个处理器可能同时进入到一段代码中。在单处理机器上,自旋锁是无意义的。因为在编译时不会加入自旋锁,仅仅被当作一个设置内核抢占机制是否被启用的开关。如果禁止内核抢占,那么在编译时自旋锁会被完全剔除出内核。

Spin_lock的kernel中的实现对单核(UP),多核(SMP)有不同的处理方式。对单核来说,如果spin_lock不处于中断上下文,则spin_lock锁定的代码丢失CPU拥有权,只会在内核抢占的时候发生。所以,对于单核来说,只需要在spin_lock获得锁的时候禁止抢占,释放锁的时候开放抢占。对多核来说,存在两段代码同时在多核上执行的情况,这时候才需要一个真正的锁来宣告代码对资源的占有。

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