2024年3月9日发(作者：)

Linux 锁机制

1、 前言

在linux系统中，常用的锁有spin_lock（自旋锁）、mutex（互斥锁）、semaphore（信号

量）这三种类型，它们在原理和用法上各有区别，下文将一一描述。

2、 Spin_lock

2.1、 spin_lock概述与原理

spinlock又称自旋锁，线程通过busy-wait-loop的方式来获取锁，任时刻只有一个线程

能够获得锁，其他线程忙等待直到获得锁。spinlock在多处理器多线程环境的场景中有很广

泛的使用，一般要求使用spinlock的临界区尽量简短，这样获取的锁可以尽快释放，以满足

其他忙等的线程。Spinlock和mutex不同，spinlock不会导致线程的状态切换(用户态->内核

态)，但是spinlock使用不当(如临界区执行时间过长)会导致cpu busy飙高。

2.2、 spin_lock使用准则

临界区尽量简短，控制在100行代码以内，不要有显式或者隐式的系统调用，调用的函

数也尽量简短。例如，不要在临界区中调用read,write,open等会产生系统调用的函数，也不

要去sleep；strcpy，memcpy等函数慎用，依赖于数据的大小。

3、

附录：

2， spinlock与mutex对比

2.1，优缺点比较

spinlock不会使线程状态发生切换，mutex在获取不到锁的时候会选择sleep。

mutex获取锁分为两阶段，第一阶段在用户态采用spinlock锁总线的方式获取一次

锁，如果成功立即返回；否则进入第二阶段，调用系统的futex锁去sleep，当锁可用后被

唤醒，继续竞争锁。

Spinlock优点：没有昂贵的系统调用，一直处于用户态，执行速度快。

Spinlock缺点：一直占用cpu，而且在执行过程中还会锁bus总线，锁总线时其他处

理器不能使用总线。

Mutex优点：不会忙等，得不到锁会sleep。

Mutex缺点：sleep时会陷入到内核态，需要昂贵的系统调用。