为什么是自旋锁而不是信号量?

beyes

信号量和自旋锁都可以用来解决同步问题，但信号量并不总是最佳方案。

假设系统处于多 CPU 的情况下，系统不允许在不同的 CPU 上运行的内核控制路径(一般的说，内核控制路径就是内核对进程的调度路径，这个路径会受到系统调用，中断，系统异常等影响而发生改变。)同时访问某些内核数据结构。在这样的情况下，如果修改这个内核数据结构的时间很短，那么使用使用信号量就会显得效率很低。因为为了检查信号量，内核必须把进程插入到信号量链表中(动作一)，然后挂起它(动作二)，---这两种操作是比较费时的。在完成这些操作时，其他的内核控制路径可能已经释放了信号量。例如，CPU-1 控制的一个进程要修改一个内核数据结构时(这个数据结构只允许同一时刻只有一个进程修改)，发现信号量为0，于是内核要将这进程插入到等待信号量的链表中，然后挂起这个进程。但是，在此间，CPU-2 控制的一个进程可能已经释放了这个信号量。所以，CPU-1 上的这个进程做了无用的等待动作。

为了解决这个矛盾，在多处理器系统上使用了自旋锁(spin lock)。自旋锁和信号量十分相似，但它没有进程链表，也就是说，如果一个进程不能获得这把锁，那么他是不会被放到一个链表里的。那么它会干什么呢？对，就是如其名，在不断的“自旋”等待，知道这把锁打开。“自旋”的动作往往是执行一个紧凑的循环指令。

需要注意的是，自旋锁机制在单处理器上是不存在的。这是因为，如果一个进程试图访问一个上了锁的数据结构时，它就会开始无休止的循环，然而要命的是这个上了锁的数据结构是受保护而不允许修改的，那么这个系统就会被堵在这里(由于是自旋，那么可以知道所有的时间片都将是这个它的)，最后的结果是系统挂起了！