关于锁的理解【操作系统】

锁

互斥锁和自旋锁

互斥锁是一种独占锁，比如当线程A加锁成功后，此时互斥锁已经被线程A独占了，只要线程A没有释放手中的锁，线程B加锁就会失败，于是就会释放CPU让给其他线程，既然线程B释放掉了CPU，自然线程B加锁的代码就会被阻塞。
对于互斥锁加锁失败而阻塞的现象，是由操作系统内核实现的。这在一定程度上简化了使用锁的难度，但是存在一定的开销成本：

• 当线程加锁失败时，内核会把线程的状态从运行状态设置为睡眠状态，然后把CPU切换给其他线程运行；
• 当锁被释放时，之前睡眠状态的线程会变为就绪状态，然后内核会在合适的时间，把CPU切换给该线程运行。

但是，如果被锁住的代码执行时间很短，就不该用互斥锁，而应该选用自旋锁，否则使用互斥锁。
自旋锁是通过CPU提供的CAS函数，在用户态完成加锁和解锁操作，不会主动产生线程上下文切换，所以相比互斥锁会更快、开销小。

自旋锁与互斥锁使用层面比较相似，但是实现层面完全不同：当加锁失败时，互斥锁用线程切换来应对，自旋锁则用忙等待来应对。

读写锁

读写锁适用于明确区分读操作和写操作的场景。

读多写少的场景。

乐观锁与悲观锁

互斥锁、自旋锁、读写锁都属于悲观锁。悲观锁做事比较悲观，他认为多线程同时修改共享资源的概率比较高，很容易冲突，所以访问共享资源前先要上锁。

相反，乐观锁比较乐观，它假定冲突的概率很低，先修改完共享资源，再验证这段时间内有没有发生冲突，如果 没有其他线程在修改资源，那么操作完成，如果有其他线程已经修改过这个资源，就放弃本次操作。

死锁

基础介绍

死锁是由于两个或以上线程并行执行的时候，争夺资源而相互等待造成的。
死锁只有同时满足以下四个条件才会发生：

• 互斥条件

  • 是指多个线程不能同时使用同一个资源。
    

• 持有并等待条件

  • 当线程A已经持有了资源1，又想申请资源2，而资源2已经被线程C持有，所以线程A就会处于等待状态，但是线程A在等待的同时不会释放已经持有的资源1 。
    

• 不可剥夺条件

  • 当线程A已经持有了资源，在自己使用完之前不能被其他线程获取
    

• 环路等待条件

  • 在死锁发生的时候，两个线程获取资源的顺序构成了环形
    

避免死锁发生

上面说了，死锁必须满足4个条件。那么，避免死锁的解决办法就是，破坏其中一个条件就行。