自旋锁

自旋锁

自旋锁概念

锁有自旋与睡眠两种。当进程无法获取锁资源，该进程不会休眠，会一直循环等待，一直到资源可用。

自旋锁接口函数

接口函数定义在include\linux\spinlock.h中，接口函数：

函数名	作用
spin_lock_init(_lock)	初始化自旋锁为unlock状态
void spin_lock(spinlock_t *lock)	获取自旋锁(加锁)，返回后肯定获得了锁
int spin_trylock(spinlock_t *lock)	尝试获得自旋锁，成功获得锁则返回1，否则返回0
void spin_unlock(spinlock_t *lock)	释放自旋锁，或称解锁
int spin_is_locked(spinlock_t *lock)	返回自旋锁的状态，已加锁返回1，否则返回0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

自旋锁实现

自旋，自己等待资源可用，原地旋转。一旦资源可用，就锁上自旋锁，标志资源占用，其它不能抢占。

引入问题：如果此时资源不可用，原地“旋转”是要消耗CPU资源。这样别的程序怎么运行？别的程序不执行完，有怎么解锁，释放资源？

对于多个内核，原地旋转在CPU0上，在CPU1上执行其它程序，完成解锁，释放资源。

对于单CPU资源，自旋锁的“自旋”功能去掉，保有的功能是禁止抢占，禁止中断。这样可以尽快解锁，释放资源。

在执行期间，不要引入休眠或者阻塞，因为自旋锁关闭了抢占与中断。如果，进入阻塞或者休眠，会很容易引起死锁。

在单核 自旋实现

对于“自旋锁”，它的本意是：如果还没获得锁，就原地打转等待（不休眠）。等待谁释放锁？ 在单核中，只有其它线程/进程

如果在单内核中，不支持抢占。那么在执行的线程不可能被其它线程抢占，这样上锁函数就是空操作。

单内核系统支持抢占。在执行过称中，正在执行的线程可能被其它线程抢占。而自旋锁的作用就是让正在执行的线程尽快执行，解锁，释放资源。

这样自旋锁的作用就是禁止抢占，禁止中断。由于其它线程在等待访问其它资源，等到获取旋锁，其并没有进入休眠状态，而是在运行，等待资源释放。

由此，自旋锁不适用那些操作时间较长的场景。