c++ 自旋鎖，linux內核的自旋鎖spin_lock和互斥鎖mutex_lock

訪問共享資源的代碼區域稱作臨界區。自旋鎖（spin_lock）和互斥鎖（mutex_lock）是保護內核臨界區的兩種基本機制。我們逐個分析。

自旋鎖可以確保在同時只有一個線程進入臨界區。其他想進入臨界區的線程必須不停地原地打轉，直到第1個線程釋放自旋鎖。注意：這里所說的線程不是內核線程，而是執行的線程。

理解自旋鎖最簡單的方法是把它作為一個變量看待，該變量把一個臨界區或者標記為“我當前在運行，請稍等一會”或者標記為“我當前不在運行，可以被使用” 。如果 A 執行單元首先進入例程，它將持有自旋鎖；當 B 執行單元試圖進入同一個例程時，將獲知自旋鎖已被持有，需等到 A 執行單元釋放后才能進入。

c++ 自旋鎖，驅動工程師應謹慎使用自旋鎖，而且在使用中還要特別注意如下幾個問題。
1、自旋鎖實際上是忙等鎖，當鎖不可用時，CPU 一直循環執行“測試并設置”該鎖直到可用而取得該鎖， CPU 在等待自旋鎖時不做任何有用的工作， 僅僅是等待。 因此， 只有在占用鎖的時間極短的情況下， 使用自旋鎖才是合理的。當臨界區很大或有共享設備的時候，需要較長時間占用鎖，使用自旋鎖會降低系統的性能。
2、自旋鎖可能導致系統死鎖。 引發這個問題最常見的情況是遞歸使用一個自旋鎖，即如果一個已經擁有某個自旋鎖的 CPU 想第二次獲得這個自旋鎖，則該 CPU 將死鎖。此外，如果進程獲得自旋鎖之后再阻塞，也有可能導致死鎖的發生。copy_from_user()、copy_to_user()和 kmalloc()等函數都有可能引起阻塞，因此在自旋鎖的占用期間不能調用這些函數。

自旋鎖的基本用法：

	//添加頭文件#include <linux/spinlock.h> //定義和初始化自旋鎖spinlockspinlock_t my_lock; //定義自旋鎖spinlockspin_lock_init(&my_lock); //初始化自旋鎖spinlockspin_lock(&my_lock); //獲取指定的自旋鎖spinlock,保護臨界區... /*臨界資源*/spin_unlock(&my_lock); //釋放指定的鎖spinlock

與自旋鎖不同的是，互斥鎖在進入一個被占用的臨界區之前不會原地打轉，而是使當前線程進入睡眠狀態。如果要等待的時間較長，互斥鎖比自旋鎖更合適，因為自旋鎖會消耗CPU資源。在使用互斥鎖的場合，多于2次進程切換時間都可被認為是長時間，因此一個互斥鎖會引起本線程睡眠，而當其被喚醒時，它需要被切換回來。

因此，在很多情況下，決定使用自旋鎖還是互斥鎖相對來說很容易：

linux自旋鎖和互斥鎖、(1) 如果臨界區需要睡眠，只能使用互斥鎖，因為在獲得自旋鎖后進行調度、搶占以及在等待隊列上睡眠都是非法的；

(2) 由于互斥鎖會在面臨競爭的情況下將當前線程置于睡眠狀態，因此，在中斷處理函數中，只能使用自旋鎖。

互斥鎖使用的基本方法：

	//添加頭文件#include <linux/mutex.h> //函數mutex_init()原型:void mutex_init(struct mutex *mutex);//定義和初始化互斥鎖mutexstruct mutex my_mutex;    //定義互斥鎖mutexmutex_init(&my_mutex);    //初始化互斥鎖mutex mutex_lock(&my_mutex);    //獲取互斥鎖mutex ... /*臨界資源*/mutex_unlock(&my_mutex); //釋放互斥鎖mutex