C++自旋锁是一种低层次的同步原语,用于保护共享资源的访问。自旋锁是一种轻量级的锁,适用于短时间的资源锁定。
自旋锁的特点:当一个线程尝试获取已经被另一个线程占有的自旋锁时,这个线程会进入一个循环(自旋),在这个循环中它不断地检查锁是否已经被释放。如果锁已经被释放,那么该线程就可以获取到锁并执行。如果锁仍然被占用,该线程就会一直处于自旋状态,直到获取到锁。
自旋锁的一个重要特点是它不会导致调用者睡眠,如果自旋锁已经被占用,调用者会一直处于忙等待状态,直到能够获取到锁。这就意味着自旋锁应当只在持锁时间短并且线程不会被阻塞的情况下使用,否则会浪费处理器时间,降低多处理器系统的并行性能。
在C++中,实现自旋锁可以使用原子操作和条件变量。C++11没有提供专门用于实现自旋锁的接口,但可以通过使用原子操作和条件变量来实现自旋锁。
C++11没有提供专门用于实现自旋锁的接口,但可以通过使用原子操作(atomic operations)和条件变量(condition variables)来实现自旋锁。
示例代码如下:
#include <mutex>
#include <atomic>
class spin_lock {
private:
std::atomic_flag flag = { ATOMIC_FLAG_INIT };
public:
spin_lock() {}
void lock() {
while (flag.test_and_set(std::memory_order_acquire)) {
// spin-wait loop
}
}
void unlock() {
flag.clear(std::memory_order_release);
}
};
自旋锁和互斥锁都是用于保护共享资源的同步原语,但它们在处理方式和适用场景上存在一些区别。
总之,自旋锁和互斥锁都有各自的适用场景,需要根据具体情况选择合适的同步原语。
自旋锁避免了操作系统进程调度和线程切换,适用在时间极短的情况,操作系统的内核经常使用自旋锁。但如果长时间上锁,自旋锁会非常耗费性能。线程持有锁时间越长,则持有锁的线程被OS调度程序中断的风险越大。如果发生中断情况,那么其它线程将保持旋转状态(反复尝试获取锁),而持有锁的线程并不打算释放锁,导致结果是无限期推迟,直到持有锁的线程可以完成并释放它为止。
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