1、定义:当自旋锁尝试获取锁时以忙等待(busy waiting)的形式不断地循环检查锁是否可用。
使用自旋锁时要注意:
- 由于自旋时不释放CPU,因而持有自旋锁的线程应该尽快释放自旋锁,否则等待该自旋锁的线程会一直在哪里自旋,这就会浪费CPU时间。
- 持有自旋锁的线程在sleep之前应该释放自旋锁以便其他咸亨可以获得该自旋锁
这段没看懂,后续理解了再解释。
“preempt_disable()”,这个调用的功能是“关抢占”(在spin_unlock中会重新开启抢占功能)。从中可以看出,使用自旋锁保护的区域是工作在非抢占的状态;即使获取不到锁,在“自旋”状态也是禁止抢占的。了解到这,我想咱们应该能够理解为何自旋锁保护 的代码不能睡眠了。试想一下,如果在自旋锁保护的代码中间睡眠,此时发生进程调度,则可能另外一个进程会再次调用spinlock保护的这段代码。而我们 现在知道了即使在获取不到锁的“自旋”状态,也是禁止抢占的,而“自旋”又是动态的,不会再睡眠了,也就是说在这个处理器上不会再有进程调度发生了,那么 死锁自然就发生了。
总结下自旋锁的特点:
- 单CPU非抢占内核下:自旋锁会在编译时被忽略(因为单CPU且非抢占模式情况下,不可能发生进程切换,时钟只有一个进程处于临界区(自旋锁实际没什么用了)
- 单CPU抢占内核下:自选锁仅仅当作一个设置抢占的开关(因为单CPU不可能有并发访问临界区的情况,禁止抢占就可以保证临街区唯一被拥有)
- 多CPU下:此时才能完全发挥自旋锁的作用,自旋锁在内核中主要用来防止多处理器中并发访问临界区,防止内核抢占造成的竞争。
#include <iostream>
#include <atomic>
#include <thread>
#include <vector>
using namespace std;
class spinlock_mutex
{
atomic_flag flag;
public:
spinlock_mutex():
flag(ATOMIC_FLAG_INIT){}
void lock()
{
while (flag.test_and_set(memory_order_acquire));
}
void unlock()
{
flag.clear(memory_order_release);
}
};