自旋锁，自旋锁和互斥锁的区别 java中lock Syntronized区别
来源：整理 编辑：智能门户 2024-12-16 06:58:37
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1，自旋锁和互斥锁的区别 java中lock Syntronized区别
自旋锁(Spin lock) 自旋锁与互斥锁有点类似，只是自旋锁不会引起调用者睡眠，如果自旋锁已经被别的执行单元保持，调用者就一直循环在那里看是 否该自旋锁的保持者已经释放了锁，"自旋"一词就是因此而得名。其作用是为了解决某项资源的互斥使用。...
2，关于旋转锁spin lock的解释
spin lock一般翻译为自旋锁，简单的理解是这样的，它和信号量差不多。
信号量：线程在无信号时会阻塞，阻塞时会释放CPU，让其它线程用。
自旋锁：自旋锁在得不到锁的状态下也会阻塞，但阻塞时不释放CPU，一直占用CPU，相当于在死循环。
如果想看比较专业的解释，可以参考：
http://baike.baidu.com/view/1250961.html?wtp=tt
3，信号量和自旋锁的区别如何选择使用
由于信号量不受睡眠的限制，所以通常来说更加简单一些。当需要在自旋锁和信号量中作选择时，选择结果应该取决于锁被持有的时间长短。理想的情况是所有的锁都应该尽可能短的占有，但如果锁的持有时间比较长，使用信号量是更好的选择。信号量不会关闭内核抢占，所以持有自旋锁的代码可以被抢占。所以信号量不会对影响调度反应时间带来负面影响。由于信号量不受睡眠的限制，所以通常来说更加简单一些。当需要在自旋锁和信号量中作选择时，选择结果应该取决于锁被持有的时间长短。理想的情况是所有的锁都应该尽可能短的占有，但如果锁的持有时间比较长，使用信号量是更好的选择。信号量不会关闭内核抢占，所以持有自旋锁的代码可以被抢占。所以信号量不会对影响调度反应时间带来负面影响。
4，spinlock自旋锁是如何实现的
在 x86 平台上，spinlock 主要通过处理器的 lock 指令前缀实现当某个线程的一条指令访问某个内存的时候，其他的线程的指令无法访问该内存的功能。因此在 spinlock 初始化阶段，将锁变量中的值某个值 k 赋为1。在加锁的时候，使用 lock decl (%eax) 指令互斥地将该变量变成0，并且将结果是否问0 赋值给 EFLAGS寄存器 的对应位。只有加上锁的线程才会结果才是0，其他线程的结果不是0。接着通过判断该对应位判断是否加上锁。如果没有加上，则循环执行 lock decl (%eax)，直到加上为止。其中 %eax 是这个变量的地址。这里用的是gcc 的AT&T语法的汇编。
5，确定选用自旋锁和信号量的原则有哪些
1当锁不能被获取时，使用信号量的开销是进城上下文切换Tsw，使用自旋锁是等待获取自旋锁时间Tcs，若Tcs比较小用自旋锁，若Tsw大用信号量。2）信号量所保护的临界区可包含可能引起阻塞的代码，而自旋锁绝对要避免用来保护这样代码的临界区。因为阻塞意味着要进行进程切换，如果进程被切换，另一个进程企图获得本自旋锁，死锁就发生。3）信号量存在进程上下文，因此，如果被保护的共享资源需要在中断或软中断情况下使用，则在信号量和自旋锁之前只能选择自旋锁，当然如果一定要使用信号量，则只能通过down_trylock(),不能获取就返回以避免阻塞。由于信号量不受睡眠的限制，所以通常来说更加简单一些。 当需要在自旋锁和信号量中作选择时，选择结果应该取决于锁被持有的时间长短。理想的情况是所有的锁都应该尽可能短的占有，但如果锁的持有时间比较长，使用信号量是更好的选择。 信号量不会关闭内核抢占，所以持有自旋锁的代码法筏瘁禾诓鼓搭态但卡可以被抢占。所以信号量不会对影响调度反应时间带来负面影响。
6，自旋锁的自旋锁原理
跟互斥锁一样，一个执行单元要想访问被自旋锁保护的共享资源，必须先得到锁，在访问完共享资源后，必须释放锁。如果在获取自旋锁时，没有任何执行单元保持该锁，那么将立即得到锁；如果在获取自旋锁时锁已经有保持者，那么获取锁操作将自旋在那里，直到该自旋锁的保持者释放了锁。由此我们可以看出，自旋锁是一种比较低级的保护数据结构或代码片段的原始方式，这种锁可能存在两个问题：死锁。试图递归地获得自旋锁必然会引起死锁：递归程序的持有实例在第二个实例循环，以试图获得相同自旋锁时，不会释放此自旋锁。在递归程序中使用自旋锁应遵守下列策略：递归程序决不能在持有自旋锁时调用它自己，也决不能在递归调用时试图获得相同的自旋锁。此外如果一个进程已经将资源锁定，那么，即使其它申请这个资源的进程不停地疯狂“自旋”,也无法获得资源，从而进入死循环。过多占用cpu资源。如果不加限制，由于申请者一直在循环等待，因此自旋锁在锁定的时候,如果不成功,不会睡眠,会持续的尝试,单cpu的时候自旋锁会让其它process动不了. 因此，一般自旋锁实现会有一个参数限定最多持续尝试次数. 超出后, 自旋锁放弃当前time slice. 等下一次机会由此可见，自旋锁比较适用于锁使用者保持锁时间比较短的情况。正是由于自旋锁使用者一般保持锁时间非常短，因此选择自旋而不是睡眠是非常必要的，自旋锁的效率远高于互斥锁。信号量和读写信号量适合于保持时间较长的情况，它们会导致调用者睡眠，因此只能在进程上下文使用，而自旋锁适合于保持时间非常短的情况，它可以在任何上下文使用。如果被保护的共享资源只在进程上下文访问，使用信号量保护该共享资源非常合适，如果对共享资源的访问时间非常短，自旋锁也可以。但是如果被保护的共享资源需要在中断上下文访问（包括底半部即中断处理句柄和顶半部即软中断），就必须使用自旋锁。自旋锁保持期间是抢占失效的，而信号量和读写信号量保持期间是可以被抢占的。自旋锁只有在内核可抢占或SMP（多处理器）的情况下才真正需要，在单CPU且不可抢占的内核下，自旋锁的所有操作都是空操作，上面简要介绍了自旋锁的基本原理，以下将给出具体的例子，进一步阐释自旋锁在实际系统中的应用。上面我们已经讲过自旋锁只有在内核可抢占或SMP（多处理器）的情况下才真正需要，下面我们就以SMP为例，来说明为什么要使用自旋锁，以及自旋锁实现的基本算法。
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