简介

访问共享资源的代码区域称作临界区。自旋锁(spinlock)和互斥体(mutex,mutual exclusion 的缩写)是保护内核临界区的两种基本机制。我们逐个分析。

自旋锁

自旋锁可以确保在同时只有一个线程进入临界区。其它想进入临界区的线程必须不停地原地打转,直到第一个线程释放自旋锁。注意:这里所说的线程不是内核线程,而是执行的线程。

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下面的例子演示了自旋锁的基本用法

内核的自旋锁与互斥体 Linux 第1张

互斥体

与自旋锁不同的是,互斥体在进入一个被占用的临界区之前不会原地打转,而是使当前线程进入睡眠状态。如果要等待的时间较长,互斥体比自旋锁更合适,因为自旋锁会消耗 CPU 资源,在使用互斥体的场合,多于两次进程切换时间都可被认为是长时间。因此一个互斥体会引起本线程睡眠。而当其被唤醒时,它需要被切换回来。

因此,在很多情况下,决定使用自旋锁还是互斥体相对来说很容易:

(1) 如果临界区需要睡眠,只能使用互斥体,因为在获得自旋锁后进行调度、抢占以及在等待队列上睡眠都是非法的;
(2) 由于互斥体会在面临竞争的情况下将当前线程置于睡眠状态,因此,在中断处理函数中,只能使用自自旋锁。

下面的例如演示了互斥体使用的基本方法:

内核的自旋锁与互斥体 Linux 第2张

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