自旋鎖(spin lock)是用來在多處理器環境中工作的一種特殊的鎖。如果核心控制路徑發現自旋鎖「開著」，就獲取鎖並繼續自己的執行。相反，如果核心控制路徑發現由執行在另乙個cpu上的核心控制路徑「鎖著」，就在一直迴圈等待，反覆執行一條緊湊的迴圈指令，直到鎖被釋放。
自旋鎖與互斥鎖有點類似，只是自旋鎖不會引起呼叫者睡眠，如果自旋鎖已經被別的執行單元保持，呼叫者就一直迴圈在那裡看是否該自旋鎖的保持者已經釋放了鎖，"自旋"一詞就是因此而得名。
由於自旋鎖使用者一般保持鎖時間非常短，因此選擇自旋而不是睡眠是非常必要的，自旋鎖的效率遠高於互斥鎖。訊號量和讀寫訊號量適合於保持時間較長的情況，它們會導致呼叫者睡眠，因此只能在程序上下文使用(_trylock的變種能夠在中斷上下文使用)，而自旋鎖適合於保持時間非常短的情況，它可以在任何上下文使用。
如果被保護的共享資源只在程序上下文訪問，使用訊號量保護該共享資源非常合適，如果對共享資源的訪問時間非常短，自旋鎖也可以。但是如果被保護的共享資源需要在中斷上下文訪問(包括底半部即中斷處理控制代碼和軟中斷)，就必須使用自旋鎖。
自旋鎖保持期間是搶占失效的，而訊號量和讀寫訊號量保持期間是可以被搶占的。自旋鎖只有在核心可搶占或smp的情況下才真正需要，在單cpu且不可搶占的核心下，自旋鎖的所有操作都是空操作。
一般來說，由自旋鎖所保護的每個臨界區都是禁止核心搶占的。在單處理器系統上，這種鎖本身並不起鎖的作用，自旋鎖原語僅僅是禁止或啟用核心搶占。請注意，在自旋鎖忙等期間，核心搶占還是有效的，因此，等待自旋鎖釋放的程序有可能被更高優先順序的程序替代。
自旋鎖巨集
spin_lock_init 把自旋鎖置為1
spin_lock 迴圈，直到自旋鎖變為1(未鎖)，然後，把自旋鎖置為0(鎖上)
spin_unlock 把自旋鎖置為1
spin_unlock_wait() 等待，直到自旋鎖變為1
spin_is_locked() 如果自旋鎖被置為1(未鎖),返回0，否則，返回1
spin_try_lock() 把自旋鎖置為0(鎖上)，如果原來鎖的值是1，則返回1，否則，返回0
所有這些巨集都是基於原子操作的
typedef struct spinlock_t;lock 該欄位表示自旋鎖的狀態，值為1表示未加鎖狀態，而任何負數和零都表示加鎖狀態
break_lock 表示程序正在忙等自旋鎖
#ifndef config_preempt
#define spin_lock_string \
"\n1:\t" \
"lock ; decb %0\n\t" \
"jns 3f\n" \
"2:\t" \
"rep;nop\n\t" \
"cmpb $0,%0\n\t" \
"jle 2b\n\t" \
"jmp 1b\n" \
"3:\n\t"
static inline void _raw_spin_lock(spinlock_t *lock)
#endif
__asm__ __volatile__(
spin_lock_string
:"=m" (lock->slock) : : "memory");
}#else /* config_preempt: */
#define build_lock_ops(op, locktype) \
void __lockfunc _##op##_lock(locktype##_t *lock) \
\}
build_lock_ops(spin, spinlock);
非搶占式核心
1、首先呼叫preempt_disable()禁止核心搶占，實際什麼也不執行。
2、執行spin_lock_string彙編指令
decb遞減自旋鎖的值，該指令是原子的，因為它帶有lock位元組字首。
檢查符號標誌，如果它被清零，說明自旋鎖被設定為1,因此從標籤3(字尾f表示標籤是向前的)繼續執行，否則
在標籤2(字尾b表示標籤是向後的)執行緊湊迴圈直到自旋鎖出現正值。然後從標籤2開始重新執行。
搶占式核心
1、首先呼叫preempt_disable()禁止核心搶占
2、呼叫函式_raw_spin_trylock()，它對自旋鎖slock欄位執行原子性的測試和設定操作。執行下面的指令：
static inline int _raw_spin_trylock(spinlock_t *lock)
如果返回1，說明加鎖成功，就直接退出迴圈。否則呼叫preempt_enable()開啟核心搶占，設定break_lock忙等標記。呼叫cpu_relax()迴圈等待。
static inline void rep_nop(void)
#define cpu_relax() rep_nop()
rep repeat while ecx not zero
讀/寫自旋鎖的引入是為了增加核心的併發能力。只要沒有核心控制路徑對資料進行修改，讀/寫自旋鎖就允許多個核心控制路徑同時讀乙個資料結構。如果乙個核心控制路徑想對這個結構進行寫操作，那麼它必須首先獲取讀/寫鎖的寫鎖，寫鎖授權獨佔訪問這個資源。
typedef struct rwlock_t;1、24位計數器，表示對受保護的資料結構併發地讀操作的核心控制路徑的數目。這個計數器的二進位制補碼存放在這個欄位的0~23位。
2、「未鎖」標誌字段，當沒有核心控制路徑在讀或寫時設定該位，否則清零。這個「未鎖」標誌存放在lock欄位的第24位。
如果讀寫鎖為空，那麼lock欄位的值為0x01000000;如果寫者已經獲得自旋鎖，那麼lock字段值為0x00000000;
如果乙個、兩個或多個程序因為讀獲取了自旋鎖，那麼，lock欄位的值為0x00ffffff,0x00fffffe。
rwlock_t結構中的break_lock與spinlock_t中的字段一樣。
linux中讀寫鎖使用的巨集
rwlock_init 初始化lock欄位為0x01000000
write_lock 加寫鎖
read_lock 加讀鎖
write_unlock 解寫鎖
read_unlock 解讀鎖
write_trylock 嘗試獲取寫鎖，獲取不到返回，非阻塞
read_trylock 嘗試獲取讀鎖，獲取不到返回，非阻塞
write_can_lock 檢查是否可以加寫鎖
read_can_lock 檢查是否可以加讀鎖
由於讀寫自旋鎖和自旋鎖比較類似，就不再分析具體實現了。
linux核心同步機制之自旋鎖
定義 最多只能被乙個可執行執行緒持有。如果乙個執行執行緒試圖獲得乙個被爭用的自旋鎖，那麼該執行緒就會一直進行忙迴圈 旋轉 等待鎖重新可用。自旋鎖有 加鎖 和 解鎖 兩種狀態。加鎖 一直在尋求 解鎖 解鎖 馬上會尋求 加鎖 並原地打轉，所以加鎖位置的 進入臨界區執行，直到解鎖。注意 1.占用臨界區的時...
Linux 同步機制 讀寫鎖
讀寫鎖也叫 shared exclusive 鎖,也是一種同步機制。讀寫鎖有三種狀態 讀模式下加鎖，寫模式下加鎖，不加鎖。有如下的使用約定 讀模式共享，寫模式獨佔，適合讀頻率遠大於寫頻率的場景。這些api位於 pthread.h 下。initialize read write lock rwlock...
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同步機制 讀寫鎖 pj.courtois,f.heymans,and d.l.parnas mble research laboratory brussels,belgium 多程序同時訪問臨界區域 critical section 的問題可以看成兩類程序 讀者 readers 和寫者 writer...