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互斥锁、自旋锁、读写锁和条件变量

互斥锁

(mutex lock : mutual exclusion lock)

概念:

    互斥锁,一条线程加锁锁住临界区,另一条线程尝试访问改临界区的时候,会发生阻塞,并进入休眠状态。临界区是锁lock和unlock之间的代码片段,一般是多条线程能够共同访问的部分。

具体说明:

    假设一台机器上的cpu有两个核心core0和core1,现在有线程A、B、C,此时core0运行线程A,core1运行线程B,此时线程B使用Mutex锁,锁住一个临界区,当线程A试图访问该临界区时,因为线程B已经将其锁住,因此线程A被挂起,进入休眠状态,此时core0进行上下文切换,将线程A放入休眠队列中,然后core0运行线程C,当线程B完成临界区的流程并执行解锁之后,线程A又会被唤醒,core0重新运行线程A

自旋锁(spinlock)


概念:

    自旋锁,一条线程加锁锁住临界区,另一条线程尝试访问该临界区的时候,会发生阻塞,但是不会进入休眠状态,并且不断轮询该锁,直至原来锁住临界区的线程解锁。


具体说明:

    假设一台机器上有两个核心core0和core1,现在有线程A、B、C,此时core0运行线程A,core1运行线程B,此时线程B调用spin lock锁住临界区,当线程A尝试访问该临界区时,因为B已经加锁,此时线程A会阻塞,并且不断轮询该锁,不会交出core0的使用权,当线程B释放锁时,A开始执行临界区逻辑

读写锁(readers–writer lock)

概述:

    读写锁,一共三种状态读状态时加锁,此时为共享锁,当一个线程加了读锁时,其他线程如果也尝试以读模式进入临界区,那么不会发生阻塞,直接访问临界区写状态时加锁,此时为独占锁,当某个线程加了写锁,那么其他线程尝试访问该临界区(不论是读还是写),都会阻塞等待不加锁

注意:

    某线程加读取锁时,允许其他线程以读模式进入,此时如果有一个线程尝试以写模式访问临界区时,该线程会被阻塞,而其后尝试以读方式访问该临界区的线程也会被阻塞,读写锁适合在读远大于写的情形中使用

条件变量(condition variables)

概述:

    假设A,B,C三条线程,其中B,C线程加了condwait锁并投入睡眠,而A线程则在某个条件触发时,会通过signal通知B,C线程,从而唤醒B和C线程。

程序员杨小哥

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