Linux系统内核同步机制：自旋锁的实现和应用

Linux系统内核的同步机制－自旋锁 Linux系统内核的同步机制中，自旋锁是一种重要的同步机制。自旋锁最多只能被一个可执行线程持有。自旋锁不会引起调用者睡眠，如果一个执行线程试图获得一个已经被持有的自旋锁，那么线程就会一直进行忙循环，一直等待下去，在那里看是否该自旋锁的保持者已经释放了锁，这也是“自旋”一词的来源。 自旋锁的使用场景非常广泛，尤其是在保持锁时间非常短的情况下。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（_trylock的变种能够在中断上下文使用）。 在实际应用中，自旋锁代码只有几行，而持有自旋锁的时间也一般不会超过两次上下方切换，因线程一旦要进行切换，就至少花费切出切入两次，自旋锁的占用时间如果远远长于两次上下文切换，我们就可以让线程睡眠，这就失去了设计自旋锁的意义。 自旋锁的实现和体系结构密切相关，代码一般通过汇编实现，定义在文件中，实际用到的接口定义在文件夹中，自旋锁的API有spin_lock_init(x)，该宏用于初始化自旋锁x。自旋锁在真正使用前必须先初始化。该宏用于动态初始化指定的自旋锁。 在使用自旋锁时，需要注意以下几点： * 自旋锁最多只能被一个可执行线程持有。 * 自旋锁不会引起调用者睡眠。 * 自旋锁的使用场景非常广泛，尤其是在保持锁时间非常短的情况下。 * 自旋锁的效率远高于互斥锁。 * 自旋锁的实现和体系结构密切相关，代码一般通过汇编实现。 * 自旋锁的API有spin_lock_init(x)，该宏用于初始化自旋锁x。 自旋锁是一种高效的同步机制，在保持锁时间非常短的情况下尤其适用。然而，在使用自旋锁时，需要注意其使用场景和实现细节，以确保程序的正确性和效率。