c - 自旋锁实现 (OSSpinLock)

Question

我刚刚开始研究多线程编程和线程安全。我熟悉忙等待，经过一些研究后我现在熟悉自旋锁背后的理论，所以我想我应该看看 OSSpinLock 在 Mac 上的实现。它归结为以下函数(在 objc-os.h 中定义):

static inline void ARRSpinLockLock(ARRSpinLock *l)
{
again:
   /* ... Busy-waiting ... */
    thread_switch(THREAD_NULL, SWITCH_OPTION_DEPRESS, 1);
    goto again;
}

( Full implementation here )

经过一些挖掘，我现在对 thread_switch 的参数做了什么有了大概的了解(this site 是我找到它的地方)。我对所读内容的解释是，对 thread_switch 的这个特定调用将切换到下一个可用线程，并将当前线程的优先级降低到绝对最小值 1 个周期。 “最终”(在 CPU 时间内)该线程将再次激活并立即再次执行 goto; 指令，这会再次开始忙等待。

但我的问题是，为什么这个调用实际上是必要的？我找到了自旋锁的另一个实现(这次是针对 Windows)here而且它根本不包括(Windows 等效的)线程切换调用。

Answer 1

您可以通过多种不同的方式实现自旋锁。如果您找到另一个适用于 Windows 的 SpinLock 实现，您会看到另一个算法(它可能涉及 SetThreadPriority、Sleep 或 SwitchToThread)。

ARRSpinLockLock 的默认实现足够聪明，在第一个旋转周期后，它会暂时“降低”线程优先级，这具有以下优点:

• 它给拥有锁的线程更多机会释放它；
• 它在执行NOP 或PAUSE 时浪费更少的 CPU 时间(和功率!)。

Windows 实现不这样做，因为 Windows API 不提供那个机会(没有等效的 thread_switch() 函数和对 SetThreadPriority 的多次调用 可能会效率较低)。