Linux系統(tǒng)編程-(pthread)線程通信(自旋鎖)

1. 自旋鎖介紹

自旋鎖不管是內(nèi)核編程，還是應(yīng)用層編程都會(huì)用到；自旋鎖和互斥量類似，它不是通過(guò)休眠使進(jìn)程阻塞，而是在獲取鎖之前一直處于忙等（也就叫自旋）狀態(tài)。

自旋鎖可用于下面的情況：鎖被持有的時(shí)間短，并且線程不希望再重新調(diào)度上花費(fèi)太多的成本。自旋鎖通常作為底層原語(yǔ)用于實(shí)現(xiàn)其他類型的鎖。根據(jù)他們所基于的系統(tǒng)架構(gòu)，可以通過(guò)使用測(cè)試并設(shè)置指令有效地實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然這里說(shuō)的有效也還是會(huì)導(dǎo)致CPU資源的浪費(fèi)：當(dāng)線程自旋鎖變?yōu)榭捎脮r(shí)，CPU不能做其他任何事情，這也是自旋鎖只能夠被只有一小段時(shí)間的原因。

自旋鎖總結(jié):

自旋鎖和互斥鎖的使用框架、場(chǎng)景相似的。

互斥鎖在得不到鎖的時(shí)候會(huì)休眠。

自旋鎖在得不到鎖的時(shí)候不會(huì)休眠，會(huì)一直檢測(cè)鎖的狀態(tài)。

自旋鎖比較適合保護(hù)變量賦值、函數(shù)調(diào)用等場(chǎng)景。

2. 自旋鎖相關(guān)接口函數(shù)

1. 銷毀自旋鎖 int pthread_spin_destroy(pthread_spinlock_t *); 2. 初始化自旋鎖 int pthread_spin_init(pthread_spinlock_t *, int); 3. 自旋鎖上鎖(阻塞) int pthread_spin_lock(pthread_spinlock_t *); 4. 自旋鎖上鎖(非阻塞) int pthread_spin_trylock(pthread_spinlock_t *); 5. 自旋鎖解鎖 int pthread_spin_unlock(pthread_spinlock_t *); 以上函數(shù)成功都返回0.

pthread_spin_init 函數(shù)的pshared參數(shù)表示進(jìn)程共享屬性，表明自旋鎖是如何獲取的，如果它設(shè)為PTHREAD_PROCESS_SHARED，則自旋鎖能被，可以訪問(wèn)鎖底層內(nèi)存的線程所獲取，即使那些線程屬于不同的進(jìn)程。否則pshared參數(shù)設(shè)為PTHREAD_PROCESS_PRIVATE，自旋鎖就只能被初始化該鎖的進(jìn)程內(nèi)部的線程訪問(wèn)到。

如果自旋鎖當(dāng)前在解鎖狀態(tài)，pthread_spin_lock函數(shù)不要自旋就可以對(duì)它加鎖，試圖對(duì)沒有加鎖的自旋鎖進(jìn)行解鎖，結(jié)果是未定義的。需要注意，不要在持有自旋鎖情況下可能會(huì)進(jìn)入休眠狀態(tài)的函數(shù)，如果調(diào)用了這些函數(shù)，會(huì)浪費(fèi)CPU資源，其他線程需要獲取自旋鎖需要等待的時(shí)間更長(zhǎng)了。

3. 自旋鎖運(yùn)用模板

下面代碼創(chuàng)建了兩個(gè)線程，分別訪問(wèn)一個(gè)全局變量，這里采用自旋鎖進(jìn)行保護(hù)。

#include #include #include #include #include #include #include #include #include pthread_spinlock_t spinlock; int data; /* 線程工作函數(shù) */ void *thread_work_func(void *dev) { while(1) { pthread_spin_lock(&spinlock); //上鎖 printf("data=%d\n",data); pthread_spin_unlock(&spinlock); //解鎖 sleep(1); } } /* 線程工作函數(shù) */ void *thread_work_func2(void *dev) { while(1) { pthread_spin_lock(&spinlock); //上鎖 data++; pthread_spin_unlock(&spinlock); //解鎖 sleep(1); } } int main(int argc,char **argv) { //初始化自旋鎖 pthread_spin_init(&spinlock,PTHREAD_PROCESS_PRIVATE); /*1. 創(chuàng)建子線程1*/ pthread_t thread_id; if(pthread_create(&thread_id,NULL,thread_work_func,NULL)!=0) { printf("子線程1創(chuàng)建失敗.\n"); return -1; } /*2. 創(chuàng)建子線程2*/ pthread_t thread_id2; if(pthread_create(&thread_id2,NULL,thread_work_func2,NULL)!=0) { printf("子線程2創(chuàng)建失敗.\n"); return -1; } /*3. 等待線程的介紹*/ pthread_join(thread_id,NULL); pthread_join(thread_id2,NULL); //銷毀自旋鎖 pthread_spin_destroy(&spinlock); return 0; }

linux 任務(wù)調(diào)度

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