1 自旋锁
自旋锁如果已经被别的线程获取,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”一词就是因此而得名。自旋锁是一种非阻塞锁,也就是说,如果某线程需要获取自旋锁,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,不停的试图获取自旋锁。
2 互斥锁 (Mutex Lock)
互斥锁是阻塞锁,也是我们最常用的一种锁,当某线程无法获取互斥锁时,该线程会被直接挂起,不再消耗CPU时间,当其他线程释放互斥锁后,操作系统会唤醒那个被挂起的线程。阻塞锁可以说是让线程进入阻塞状态进行等待,当获得相应的信号(唤醒,时间)时,才可以进入线程的准备就绪状态,准备就绪状态的所有线程,通过竞争进入运行状态。它的优势在于,阻塞的线程不会占用 CPU 时间, 不会导致 CPU 占用率过高,但进入时间以及恢复时间都要比自旋锁略慢。在竞争激烈的情况下阻塞锁的性能要明显高于自旋锁。
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上面两种锁适用于不同场景:如果是多核处理器,预计线程等待锁的时间很短,短到比线程两次上下文切换时间要少的情况下,使用自旋锁是划算的。如果是多核处理器,如果预计线程等待锁的时间较长,至少比两次线程上下文切换的时间要长,建议使用互斥锁。如果是单核处理器,一般建议不要使用自旋锁。因为,在同一时间只有一个线程是处在运行状态,那如果运行线程发现无法获取锁,只能等待解锁,但因为自身不挂起,所以那个获取到锁的线程没有办法进入运行状态,只能等到运行线程把操作系统分给它的时间片用完,才能有机会被调度。这种情况下使用自旋锁的代价很高。如果加锁的代码经常被调用,但竞争情况很少发生时,应该优先考虑使用自旋锁,自旋锁的开销比较小,互斥量的开销较大。
3 可重入锁 (Reentrant Lock)
可重入锁是一种特殊的互斥锁,它可以被同一个线程多次获取,而不会产生死锁。首先它是互斥锁:任意时刻,只有一个线程锁。即假设A线程已经获取了锁,在A线程释放这个锁之前,B线程是无法获取到这个锁的,B要获取这个锁就会进入阻塞状态。其次,它可以被同一个线程多次持有。即,假设A线程已经获取了这个锁,如果A线程在释放锁之前又一次请求获取这个锁,那么是能够获取成功的。
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