spinlock原理

Spinlock原理与实现
最新推荐文章于 2025-05-30 09:15:00 发布
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代码路径

arch/arm/include/asm/spinlock.h

锁数据结构如下：

注意sllock和下面的ticket互为union
在这里插入图片描述

基本原理：

spinlock 叫号机制，先拿到一个号， 即为先在slock基础上给next++
unspinlock放锁时给owner++。
放锁后正好使next== owner

在这里插入图片描述

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techtitan
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optee中spinlock的实现原理详解
baron-周贺贺-代码改变世界ctw
02-04 1243
1、cpu_spin_lock static inline void cpu_spin_lock(unsigned int *lock) { cpu_spin_lock_no_dldetect(lock); } static inline void cpu_spin_lock_no_dldetect(unsigned int *lock) { assert(thread_foreign_intr_disabled()); __cpu_spin_lock(lock); spinlock_count_
【OS】AUTOSAR OS Spinlock实现原理（下篇）
qq_36056498的博客
08-02 742
AUTOSAR OS Spinlock实现原理
自旋锁（Spinlock）的底层实现原理
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03-20 2373
源码参考自鸿蒙内核 v26.08的自旋锁实现源码。
AUTOSAR OS 基于Tricore的Spinlock的实现原理
hbyc1的专栏
09-22 1871
自旋锁的定义：当一个线程尝试去获取某一把锁的时候，如果这个锁已经被另外一个线程占有了，那么此线程就无法获取这把锁，该线程会等待，间隔一段时间后再次尝试获取。这种采用循环加锁,等待锁释放的机制就称为自旋锁（spinlock）。Spinlock是内核中提供的一种比较常见的锁机制，
自旋锁实现机理 spin_lock
u011721450的博客
11-23 2035
自旋锁的概念 自旋锁（spin lock）是一种典型的对临界资源进行互斥访问的手段，它是基于系统原子操作为基础，自旋锁最多只能被一个可执行线程持有，如果一个执行线程试图获得一个被已经持有（争用）的自旋锁，那么该线程就会一直进行忙循环-旋转-等待锁重新可用，要是锁未被争用，请求锁的执行线程就可以立即得到它，继续执行。 先看一下自旋锁实现的数据结构： typedef struct { union { u32 slock; struct __raw_tickets { u16 owner;
看完你就明白的锁系列之自旋锁
程序员cxuan的个人主页
10-15 4628
看完你就明白的锁系列之自旋锁 在上一篇文章 看完你就应该能明白的悲观锁和乐观锁 中我们已经学习到了什么是悲观锁和乐观锁、悲观锁和乐观锁的实现、优缺点分别是什么。其中乐观锁的实现之一 CAS 算法中提到了一个自旋锁的概念，为了全面理解 CAS 算法就首先需要了解一下自旋锁 是什么，自旋锁的适用场景和优缺点分别是什么，别着急，下面为你一一列举。 自旋锁的提出背景 由于在多处理器环境中某些资源的有限性，...
一文解析linux spinlock/rwlock/seqlock原理（基于ARM64）
youzhangjing_的博客
12-16 766
吹起并发机制研究的进攻号角了！作为第一篇文章，应该提纲挈领的介绍下并发。什么是并发，并发就是：你有两个儿子，同时抢一个玩具玩，你一巴掌打在你大儿子手上，小儿子拿到了玩具。并发是指多个执行流访问同一个资源，并发引起竞态。来张图吧：进程与进程之间：单核上的抢占，多核上的SMP；进程与中断之间：中断又包含了上半部与下半部，中断总是能打断进程的执行流；中断与中断之间：外设的中断可以路由到不同的CPU上，它们之间也可能带来竞态；目前内核中提供了很多机制来处理并发问题，spinlock就是其中一种。
【AUTOSAR OS】自旋锁（Spinlock）机制深度解析：从本质到代码实现
05-30 757
自旋锁通过原子状态标志中断控制与嵌套管理，在AUTOSAR OS中实现了高效的多核互斥。其数据结构与函数设计严格遵循实时系统规范，适用于短临界区场景，为汽车电子的功能安全（如ISO 26262）提供了基础保障。通过与服务保护、时序保护的协同，自旋锁成为AUTOSAR CP中资源管理的核心机制之一。
【OS】AUTOSAR OS Spinlock实现原理（上篇）
qq_36056498的博客
08-02 1370
AUTOSAR OS Spinlock实现原理
linux spinlock/rwlock/seqlock原理剖析（基于ARM64）
StevenYang2008的博客
06-04 581
背景 Read the fucking source code! --By 鲁迅 A picture is worth a thousand words. --By 高尔基 说明： Kernel版本：4.14 ARM64处理器，Contex-A53，双核 使用工具：Source Insight 3.5， Visio 1. 概述 吹起并发机制研究的进攻号角了！ 作为第一篇文章，应该提纲挈领的介绍下并发。 什么是并发，并发就是：你有两个儿子，同时抢一个玩具玩，你一巴掌打在你大儿子手上，小儿子拿到了玩具。 并发是
Linux spinlock自旋锁原理深度剖析（基于ARM32/64 ）
longyuelang的专栏
06-21 3187
自旋锁的概念 自旋锁（spin lock）是一种典型的对临界资源进行互斥访问的手段，自旋锁最多只能被一个可执行线程持有，如果一个执行线程试图获得一个被已经持有（争用）的自旋锁，那么该线程就会一直进行忙循环-旋转-等待锁重新可用，要是锁未被争用，请求锁的执行线程就可以立即得到它，继续执行。 自旋锁相关操作 定义自旋锁 spinlock_t lock; 初始化自旋锁 spin_lock_init(lock); 获得自旋锁 spin_lock(lock); 该宏用于获得自旋锁lock，如果能够立即获得锁，它就马
linux spinlock 原理,并发原理系列七：Linux x86 spinlock实现之分析
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05-13 431
1. TAS lock (test-and-set)这是最简单的spinlock，CPU会在硬件上提供一些指令来帮助OS实现spinlock，比如x86就有xchg, LOCK指令前缀等指令。。。test_and_set()可以利用这些指令对某个memory地址，来原子地完成：写入true到这个地址，同时返回这个地址储存的旧的值。void spin_lock(lock){ while (test_...
arm上spin_lock实现原理
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06-20 1095
原标题：arm上ldrex和strexeq指令 __raw_spin_lock在ARM处理器上的实现 /******include/asm-/spinlock_types.h***/ typedef struct { volatile unsigned int lock; } raw_spinlock_t; #define __RAW_SPIN_LO...
【linux】spinlock 的实现
weixin_34358092的博客
12-13 198
一、什么是spinlock spinlock又称自旋锁，是实现保护共享资源而提出一种锁机制。自旋锁与互斥锁比较类似，都是为了解决对某项资源的互斥使用 无论是互斥锁，还是自旋锁，在任何时刻，最多只能有一个保持者，只能有一个执行单元获得锁。但是两者在调度机制上略有不同。对于互斥锁，如果资源已经被占用，资源申请者只能进入睡眠状态。但是自旋锁不会引起调用者睡眠，如果自旋锁已经被别的执行单元保持，调...
自旋锁
u013322907的专栏
10-06 451
http://blog.youkuaiyun.com/kyokowl/article/details/6294341 POSIX threads(简称Pthreads)是在多核平台上进行并行编程的一套常用的API。线程同步(Thread Synchronization)是并行编程中非常重要的通讯手段，其中最典型的应用就是用Pthreads提供的锁机制(lock)来对多个线程之间共 享的临界区(Cri
什么是自旋锁SpinLock
Li2992673708的博客
09-01 4898
当一个线程尝试获取自旋锁时，如果发现锁已经被其他线程持有，它会在循环中不断地检查锁的状态，而不是被挂起或阻塞。与传统的阻塞锁不同，自旋锁在获取锁时不会主动阻塞线程，而是通过循环不断地尝试获取锁，如果获取锁的操作可能会引起线程的阻塞，使用自旋锁就不合适，应该选择其他类型的锁。需要注意的是，自旋等待的过程会占用CPU资源，因此在实际应用中，需要根据具体的场景和需求来选择合适的锁机制。加锁的时候，如果是空的，则将线程丢进去，将其无限循环，就是自旋锁。解锁的时候，如果是期望的线程，我们就将其设为空。
自旋锁（Spinlock）
qq_42838399的博客
03-12 955
自旋锁（Spinlock）是一种忙等待（busy-waiting）的同步机制，适用于锁的持有时间较短的场景。自旋锁是为了提高资源的使用频率而出现的一种锁，在线程获取锁的时候，如果锁被其他线程持有，则当前线程将循环等待，直到获取到锁。自旋锁在等待期间不会睡眠或者释放自己的线程。自旋锁不适用于长时间持有CPU的情况，这会加剧系统的负担，为了解决这种情况，需要设定自旋周期。在C++中，可以使用std::atomic_flag或std::atomic来实现自旋锁。
详解自旋锁
如无必要，勿增实体。
09-28 1481
自旋锁（Spinlock）是一种用于保护临界区的同步机制，其主要特点是通过循环检测锁的状态来避免线程或进程的阻塞。在自旋锁的实现中，当一个线程尝试获取已被其他线程占用的锁时，它不会进入睡眠状态，而是持续循环检查锁的状态，直到锁被释放为止。自旋锁在Linux内核中得到了广泛应用，特别是在中断处理和设备驱动程序中。Linux内核提供了多种自旋锁API，如spin_lock、spin_lock_irqsave等，用于不同场景下的锁操作。
spinlock
最新发布
06-15
### 自旋锁（Spin Lock）的实现原理及使用场景 #### 1. 自旋锁的实现原理 自旋锁是一种轻量级的同步原语，用于保护共享资源的访问。其核心思想是通过让线程在一个循环中不断检查锁的状态，直到成功获取锁为止，这种行为被称为“自旋”。以下是其实现的关键步骤： - **获取锁**： 当一个线程尝试获取锁时，它会检查锁的状态。如果锁未被占用，则直接获取锁并标记为已占用。如果锁已被占用，则线程进入一个循环（即“自旋”），持续检查锁的状态，直到锁被释放[^4]。 ```c static inline void spin_lock(spinlock_t *lock) { while (!spin_trylock(lock)) { // 尝试获取锁，失败则继续循环 cpu_relax(); // 提示编译器和处理器优化自旋等待 } } ``` - **释放锁**： 当持有锁的线程完成对共享资源的操作后，它会释放锁，允许其他线程获取锁。释放锁的过程通常涉及清除锁的状态标志，并确保内存屏障以保证多核环境下的正确性[^1]。 ```c static inline void spin_unlock(spinlock_t *lock) { raw_spin_unlock(&lock->rlock); } ``` - **内存屏障与多核同步**： 在多核系统中，为了确保不同CPU之间的内存可见性，自旋锁的实现通常会包含内存屏障指令（如 `smp_mb()` 或 `dsb_sev()`）。这些指令确保在释放锁之前，所有对该共享资源的修改都已完成并写入内存[^5]。 #### 2. 自旋锁的使用场景 自旋锁适用于以下场景： - **短时间持有锁**： 自旋锁最适合于那些持有锁的时间非常短的场景。在这种情况下，自旋锁可以避免线程进入内核态（如使用系统调用的休眠和唤醒），从而提供更高的性能[^2]。 - **低延迟要求**： 在需要低延迟的场景中，自旋锁可以减少线程切换带来的开销。例如，在实时系统或高性能计算中，自旋锁可以确保线程快速响应共享资源的变化[^3]。 - **高竞争环境**： 在多核系统中，当多个线程频繁竞争同一资源时，自旋锁可能比传统的互斥锁更高效。尽管自旋锁会消耗CPU资源，但在高竞争环境下，线程切换的开销可能会更大[^3]。 #### 3. 自旋锁的优缺点 - **优点**： - 实现简单，开销小。 - 在短时间持有锁的情况下，性能优于互斥锁。 - 避免了线程切换带来的开销。 - **缺点**： - 如果锁的持有时间过长，会导致CPU资源浪费。 - 不适合单核系统或资源受限的环境，因为自旋会占用CPU时间[^5]。 #### 4. 示例代码 以下是一个简单的自旋锁实现示例： ```c #include <stdatomic.h> #include <stdbool.h> typedef struct { atomic_bool locked; } spinlock_t; void spin_lock(spinlock_t *lock) { while (atomic_exchange(&lock->locked, true)) { // 尝试获取锁 cpu_relax(); // 自旋等待 } } void spin_unlock(spinlock_t *lock) { atomic_store(&lock->locked, false); // 释放锁 } ``` ###
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