什么是自旋锁+自旋锁和互斥锁的区别
文章目录
- 本文链接
- 什么是自旋锁
- 参考链接
- 自旋锁和互斥锁的区别
- 参考链接
本文链接
- 击打
什么是自旋锁
- 多线程对共享资源访问，
- 为防止并发引起的相关问题，
- 常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：
- 没有获得锁的进程就直接进入阻塞（BLOCKING），这种就是互斥锁
- 没获得锁的进程，不进入阻塞，而一直循环着，看是否能够等到A释放了资源的锁。
- 《C++ 11》中就有这样的描述：
- spin lock是非阻塞锁，
- 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，让其运行。
- 《linux内核设计与实现》内核态，用户态，
- 对自旋锁来说，自旋锁使线程处于用户态，
- 而互斥锁需要重新分配，进入到内核态。
- 用户态比较轻，内核态比较重。
- 用户态和内核态这个也是linux中必备的知识基础，
- 借鉴这个，可进行很多程序设计语言API上的优化，
- 比如说javaio的部分，操作io的时候，先从用户态，进入内核态，
- 再用内核态去操作输入输出设备的抽象，
- 这里减少用户态到内核态的转换就是新io的一部分优化，后面聊
- wiki中的定义：
- 自旋锁是计算机科学
- 用于多线程同步的一种锁，
- 线程反复检查锁变量是否可用。
- 由于线程在这一过程中保持执行，
- 因此是一种忙等待。
- 自旋锁避免了进程上下文的调度开销，因此对于线程只会阻塞很短时间的场合是有效的。
- 因此OS的实现在很多地方用自旋锁。
- Windows提供的轻型读写锁（SRW Lock）内部就用了自旋锁。
- 单核CPU不适用自旋锁，这里单核指的是单核单线程的CPU
- 因为，在同一时间只有一个线程是处在运行状态，假设运行线程A发现无法获取锁，只能等待解锁，但因为A自身不挂起，所以那个持有锁的线程B没有办法进入运行态，只能等到OS分给A的时间片用完，才有机会被调度。
- 这种情况下使用自旋锁的代价很高。
- （单核CPU不适合自旋锁，这个也只是针对单核单线程的情况，现在的技术基本单核都是支持多线程的）
- 为什么要用自旋锁
- 互斥锁有个缺点，
- 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，
- 若获取到资源锁的线程A立马处理完逻辑释放掉资源锁，
- 如果是采取互斥方式，则线程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。
- 自旋锁适用于锁使用者保持锁时间比较短
- 这种情况下自旋锁的效率要远高于互斥锁。
- 自旋锁潜在的问题
- 过多占用CPU的资源，
- 如果锁持有者线程A一直长时间的持有锁处理自己的逻辑，
- 那么线程B就会一直循环等待过度占用cpu资源
- 递归使用可能会造成死锁，不过这种场景一般写不出来
- CAS
- 不写术语定义了，
- 简单的理解就是这个CAS是由操作系统定义的，
- 由若干指令组成的，这个操作具有原子性，这些指令如果执行，就会全部执行完，不会被中断。
- CAS有3个操作数，内存值V，旧的预期值A，要修改的新值B。
- 当且仅当预期值A和内存值V相同时，将内存值V修改为B，否则什么都不做。
- CAS的问题
- 经典的CAS的ABA问题，
- 上面提到了CAS操作的时候，要检测值有没有变化，
- 如果一个值原来是A，后来变成了B， 后来又变成了A，
- CAS会认为没有发生变化。
- 解决方案：
- 加版本号 1A - 2B - 3A
- jdk1.5提供了AtomicStampedReference来解决这个问题
- 只能保证一个共享变量的原子操作
- CAS通常是对一个变量来进行原子操作的，所以如果对多个变量进行原子操作就会有问题了。
- 解决方案
- 简单粗暴，加锁，反而加入了复杂性，最low的方式
- 跟上面的加版本号的道理一样，就是将多个变量拼成一个变量（可以拼成一个字符串）
- jdk1.5 提供了AtomicStampedReference，这个reference 就是个对象引用，把多个变量放在这个对象里即可
- JAVA CAS封装
- sun.misc.Unsafe是JDK里面的一个内部类，这个类当中有三个CAS的操作
- JAVA自旋锁应用
- Jdk1.5后，提供java.util.concurrent.atomic包，里面提供一组原子类。
- 基本上就是当前获取锁的线程，执行更新的方法，其他线程自旋等待，
- 比如atomicInteger类中的getAndAdd方法内部实际上使用的就是Unsafe的方法。
/**
- Atomically adds the given value to the current value.
- @param delta the value to add
- @return the previous value
*/
public final int getAndAdd(int delta) {
return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, delta);
}
\newline
\newline
- java中的syncronized，在1.5中有大优化，加入了偏隙锁也叫偏向锁，
- 实现方式：在对象头markword中打上线程的信息，这样资源上的锁的获取就偏向了这个线程，
- 后面，会涉及一系列的锁升级的问题，
- 间隙锁 - 轻量锁 - 重量级锁 ，锁升级后面单独抽出来写一篇，这个轻量锁实际上就是使用的也是自旋锁的实现方式。
参考链接
- 添加链接描述
自旋锁和互斥锁的区别
- 自旋锁是一种互斥锁的实现方式，一般的互斥锁会在等待期间放弃cpu，
- spinlock是不断循环并测试锁的状态，这样就一直占着cpu。
- 互斥锁：用于保护临界区，确保同一时间只有一个线程访问数据。
- 对共享资源的访问，先对互斥量加锁，如果互斥量已经上锁，调用线程会阻塞，直到互斥量被解锁。
- 在完成了对共享资源的访问后，要对互斥量进行解锁。
- 临界区：每个进程中访问临界资源的那段程序称为临界区，每次只允许一个进程进入临界区，进入后不允许其他进程进入。
- 自旋锁：与互斥量类似，它不是通过休眠使进程阻塞，而是在获取锁之前一直处于忙等(自旋)阻塞状态。
- 用在以下情况：
- 锁持有的时间短，且线程不希望在重新调度上花太多的成本。
- “原地打转”。
- 自旋锁与互斥锁的区别：
- 线程在申请自旋锁时，
- 线程不被挂起，而是处于忙等的状态。
- 信号量：是个计数器，来控制多个进程对共享资源的访问。
- 常作为一种锁机制，防止某进程正在访问共享资源时，其他进程也访问该资源。
- 主要作为进程间以及同一进程内不同线程之间的同步手段。
参考链接
- 添加链接描述
什么是自旋锁+自旋锁和互斥锁的区别相关推荐
- java锁（公平锁和非公平锁、可重入锁(又名递归锁)、自旋锁、独占锁(写)/共享锁(读)/互斥锁、读写锁）
前言 本文对Java的一些锁的概念和实现做个整理,涉及:公平锁和非公平锁.可重入锁(又名递归锁).自旋锁.独占锁(写)/共享锁(读)/互斥锁.读写锁 公平锁和非公平锁 概念 公平锁是指多个线程按照申请 ...
- Linux内核中的同步原语：自旋锁，信号量，互斥锁，读写信号量，顺序锁
Linux内核中的同步原语 自旋锁,信号量,互斥锁,读写信号量,顺序锁 rtoax 2021年3月 在英文原文基础上,针对中文译文增加5.10.13内核源码相关内容. 1. Linux 内核中的同步原 ...
- c语言中锁的作用,c 互斥锁
互斥锁的作用保护共享数据: 在并发机制的情况下,有时候会有多个线程同时访问同一片数据,为了保护数据操作的准确性就需要通过加锁来进行保护.保持操作互斥: 可能一个程序会有多个操作,但是同一个时间只能有一 ...
- 自旋锁：pthread_spinlock_t，互斥锁：pthread_mutex_t，条件变量：pthread_cond_t，读写锁：pthread_rwlock_t
Table of Contents pthread提供的锁 互斥锁 自旋锁 pthreadtypes.h nptl\sysdeps\unix\sysv\linux\i386\bits 44 ...
- 第十二节：深究内核模式锁的使用场景(自动事件锁、手动事件锁、信号量、互斥锁、读写锁、动态锁)
一. 整体介绍 温馨提示:内核模式锁,在不到万不得已的情况下,不要使用它,因为代价太大了,有很多种替代方案. 内核模式锁包括: ①:事件锁 ②:信号量 ③:互斥锁 ④:读写锁 ⑤:动态锁 二. 事件锁 ...
- 独占锁(写锁)/共享锁(读锁)/互斥锁
理论 独占锁:指该锁一次只能被一个线程所持有.对于ReentrantLock和Synchronized而言都是独占锁. 共享锁:该锁可以被多个线程所持有.对于ReentrantReadWriteLoc ...
- java的互斥锁_java基础之互斥锁初解
JDK中常用synchronized用于解决线程安全的问题,那么在JDK1.5的新特性中还提供了一个ReenTrantLock类用于解决线程安全问题,这个类就被称作为互斥锁. 假定我们有三个子线程协同 ...
- linux进程--自旋锁和互斥锁的区别（十四）
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&qu ...
- 高效编程之互斥锁和自旋锁
两种锁的加锁原理 互斥锁:线程会从sleep(加锁)-->running(解锁),过程中有上下文的切换,cpu的抢占,信号的发送等开销. 自旋锁:线程一直是running(加锁-->解锁) ...
- 华为应用锁退出立即锁_面试官：你说说互斥锁、自旋锁、读写锁、悲观锁、乐观锁的应用场景...
前言 生活中用到的锁,用途都比较简单粗暴,上锁基本是为了防止外人进来.电动车被偷等等. 但生活中也不是没有 BUG 的,比如加锁的电动车在「广西 - 窃·格瓦拉」面前,锁就是形同虚设,只要他愿意,他就 ...
最新文章
- 机器人日行十万步却无需动力源！究竟如何完美的机械结构让你开始怀疑人身...
- 命令行mvn打包的时候报错：No compiler is provided in this environment. Perhaps you are running on a JRE
- 学python买什么电脑-程序员，买了台破Apple电脑，用来学Python
- 【LINUX】Oracle数据库 linux磁盘头数据损坏修复
- ubuntu12.4上安装minigui3.0.12
- android 电池栏的高度,Android如何取得状态栏、任务栏高度
- IOS 封装轮播图
- 如何使用卡巴斯基急救盘清理感染的PC
- LSGO软件技术团队2015~2016学年第九周（1026~1101）总结
- 我忽然发现我写的cve漏洞管理系统简直就是redmine的一个小模块
- Canvas渲染会取代DOM吗？
- 当万物互联触手可及 你准备好了吗？
- win10系统安装软件安装和问题处理
- linux ext4 磁盘修复,修复损坏的 ext4 大分区数据
- 【GAPPER乡村笔记项目】盘点老龄化社会背景下人工智能及机器人技术的应用
- prevent to do sth 与 prevent sb (from) doing 用法
- 学而不思则罔，思而不学则殆
- Android案例手册 - Android Studio连接夜神模拟器和逍遥模拟器
- CornerNet，CenterNet关键代码解读: kp，_decode，left pooling
- 忽尔今夏，SpringSide 3.0