《多处理器编程的艺术》读书笔记（7）--- CLH队列锁

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原文链接：http://www.cnblogs.com/pennant/archive/2009/10/23/1588904.html

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#数据结构与算法

本文介绍了一种名为CLHLock的并发锁实现方式。CLHLock采用链表结构管理等待线程，通过设置线程局部变量来减少内存访问冲突。与ALock相比，它所需的空间更少，提供先来先服务的公平性。

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ALock并发线程的最大个数为一个已知的界限N，同时也要为每个锁分配一个与该界限大小相同的数组。就算一个线程每次只访问一个锁，同步L个不同对象也需要O(LN)大小的空间。

CLHLock

Code
1 public class CLHLock : ILock
2 {
3     private class QNode
4     {
5         public bool Locked { get; set; }
6     }
7
8     private QNode tail;
9
10     [ThreadStatic]
11     private static QNode myPred;
12
13     [ThreadStatic]
14     private static QNode myNode;
15
16     public CLHLock()
17     {
18         tail = new QNode();
19     }
20
21     public void setLock()
22     {
23         myNode = new QNode();
24         myNode.Locked = true;
25         myPred = Interlocked.Exchange<QNode>(ref tail, myNode);
26         while (myPred.Locked) { }
27     }
28
29     public void unlock()
30     {
31         myNode.Locked = false;
32         myNode = myPred;
33     }
34 }

类QNode的布尔型Locked属性记录了每个线程的状态。如果Locked为true，则对应的线程要么已经获得到锁，要么正在等待锁；如果Locked为false，则对应的线程已经释放了锁。线程被顺序地排入“隐式”链表，每个线程通过一个线程局部变量myPred指向前驱线程，公共的tail保存着最近加入到队列的结点。

若要获得锁，线程将自己的myNode的Locked设为true，表示该线程准备获得锁。随后线程对tail调用Interlocked.Exchange方法，把自身的前驱myPred指向队尾，并将自身设置为新队尾。最后线程就在myPred的Locked上旋转，直到myPred释放锁。若要释放锁，线程将其Locked设为false。

CLHLock让每个线程在不同的存储单元上旋转，这样当一个线程释放它的锁时，只能使其后继的cache无效。该算法比ALock所需要的空间少（同步L个不同对象只需要O(L + N)的空间），且不需要知道可能使用锁的线程数量。也提供了先来先服务的公平性。

转载于:https://www.cnblogs.com/pennant/archive/2009/10/23/1588904.html