C++自旋锁读写锁可重入锁与不可重入锁的简单理解

Posted 2022-12-13 一只当归

自旋锁（spinlock）：当一个线程在获取锁的时候，如果锁已经被其它线程获取，那么该线程将循环等待，然后不断的判断锁是否能够被成功获取，直到获取到锁才会退出循环。
获取锁的线程一直处于活跃状态，但是并没有执行任何有效的任务，使用这种锁会造成忙等busy-waiting，消耗CPU资源。
在之前的博客中，我们了解过互斥锁，互斥锁实际上是一种sleep-waiting的锁，当一个线程在获取锁的时候，如果锁已经被其它线程获取，那么该线程将被阻塞放入等待队列，不会造成忙等现象，CPU可以去处理其他任务，不会浪费CPU资源。

//自旋锁互斥实现
class spinlock_mutex

    std::atomic_flag flag;
public:
    spinlock_mutex():flag(ATOMIC_FLAG_INIT) 
    void lock()

    while(flag.test_and_set(std::memory_order_acquire));

    void unlock()

    flag.clear(std::memory_order_release);

读写锁（readers-writer lock）：读写锁可以和读者-写者问题结合起来理解，读写锁是一种特殊的自旋锁，它把对共享资源的访问者划分成读者和写者，读者只对共享资源进行读访问，写者则可以对共享资源进行写操作。简单来说就是一次只能有一个人写，但可以多个人一起读。
当读写锁被加了写锁时，其他线程对该锁加读锁或写锁都会被阻塞；当读写锁被加了读锁时，其他线程对该锁加读锁会成功，加写锁会被阻塞。比较适用于多读少写的场景。
可重入锁（reentrant lock）：
可重入锁简单如字面而言，就是可以重新进入的锁，允许同一进程多次获取同一把锁，是可重复可递归调用的锁，在外层使用锁之后，在内层仍然可以使用，并且不发生死锁（前提是同一个对象或者class），这样的锁就叫做可重入锁，也叫做递归锁。

不可重入锁（non-reentrant lock）：
不可重入锁与可重入锁相反，如果当前线程已经获取了该锁，那么再次尝试获取该锁时，就会出现死锁的状况，被阻塞。在这个线程解锁之前，其他线程无法用这个锁再来加锁。

可重入锁不与可重入锁的区别：不可重入锁只判断这个锁有没有被锁上，只要被锁上申请锁的线程都会被要求等待。实现起来较为简单。而可重入锁不仅要判断锁有没有被锁上，还会判断锁是谁锁上的，当就是自己锁上的时候，那么他依旧可以再次访问临界资源，并把加锁次数加一。