多线程中,对共享资源进行访问,为了防止并发引起的相关问题,通常都是引入锁的机制来处理并发问题。
获取到资源的线程A对这个资源加锁,其他线程比如B要访问这个资源首先要获得锁,而此时A持有这个资源的锁,只有等待线程A逻辑执行完,释放锁,这个时候B才能获取到资源的锁进而获取到该资源。
这个过程中,A一直持有着资源的锁,那么没有获取到锁的其他线程比如B怎么办?通常就会有两种方式:
一种是没有获得锁的进程就直接进入阻塞(BLOCKING),这种就是互斥锁
另外一种就是没有获得锁的进程,不进入阻塞,而是一直循环着,看是否能够等到A释放了资源的锁。
自旋锁(spin lock)是一种非阻塞锁,也就是说,如果某线程需要获取锁,但该锁已经被其他线程占用时,该线程不会被挂起,而是在不断的消耗CPU的时间,不停的试图获取锁。
互斥量(mutex)是阻塞锁,当某线程无法获取锁时,该线程会被直接挂起,该线程不再消耗CPU时间,当其他线程释放锁后,操作系统会激活那个被挂起的线程,让其投入运行。
为什么要使用自旋锁
互斥锁有一个缺点,他的执行流程是这样的 托管代码 - 用户态代码 - 内核态代码、上下文切换开销与损耗,假如获取到资源锁的线程A立马处理完逻辑释放掉资源锁,如果是采取互斥的方式,那么线程B从没有获取锁到获取锁这个过程中,就要用户态和内核态调度、上下文切换的开销和损耗。所以就有了自旋锁的模式,让线程B就在用户态循环等着,减少消耗。
自旋锁比较适用于锁使用者保持锁时间比较短的情况,这种情况下自旋锁的效率要远高于互斥锁。