自旋锁、信号量、互斥锁的介绍和区别
本文转载自：http://blog.csdn.net/u012719256/article/details/52670098
信号量一般又叫做信号灯，协调不同进程间的数据对象的，本质上是一个计数器，记录对某个资源（共享内存）的存取情况。
从定义来看，信号量底层使用到了spin lock的锁定机制，这个spinlock主要用来确保对count成员的原子操作
使用的大致方式：
1）测试控制该资源的信号量
2）若此信号量为正，允许使用，进程将信号量-1
3）若信号量=0，则不可使用，进程进入睡眠状态，直到信号量大于0，进程被resume，jump to step1）.
4）但进程不再使用一个信号量控制资源时，信号量+1，测试如果有进程正在等待此信号量，唤醒此进程。
解释：
信号量的获取：
(
1
).
void
down(
struct
semaphore *sem);
//废弃
在保证原子操作的前提下，先测试count是否大于0， ~ 如果是说明可以获得信号量，这种情况下需要先将count--，以确保别的进程能否获得该信号量，然后函数返回，其调用者开始进入临界区。 ~ 如果没有获得信号量，当前进程利用struct semaphore 中wait_list加入等待队列，开始睡眠。
(
2
).
int
down_interruptible(
struct
semaphore *sem);
/* 试图去获得一个信号量，如果没有获得，函数立刻返回1而不会让当前进程进入睡眠状态。 */
(
3
).
int
down_trylock(
struct
semaphore *sem);
/* 如果没有其他线程等待在目前即将释放的信号量上，那么只需将count++即可。如果有其他线程正因为等待该信号量而睡眠，那么调用__up唤醒睡眠的进程*/
void
up(
struct
semaphore *sem)； //信号量的释放
互斥锁：
互斥主要现在了互相排斥（mutual exclusion）同步的简单形式，所以也叫mutex（互斥体）。
互斥体禁止多个线程同时进入受保护的代码临界区。因此，任何时刻，只有一个线程被允许进入这样的代码保护区
mutex实际上是count=1情况下的semaphore。而我们开发用的最多的锁就是mutex。
// 定义互斥锁lock
mutex_init（
struct
mutex*
lock
）
// 获取
mutex_lock(
struct
mutex *
lock
)
// 释放
mutex_unlock(
struct
mutex *
lock
)
// 结构
struct
mutex {
/* 1: unlocked, 0: locked, negative: locked, possible waiters */
atomic_t count;
spinlock_t wait_lock;
struct
list_head wait_list;
#ifdef CONFIG_DEBUG_MUTEXES
struct
thread_info *owner;
const
char
*name;
void
*magic;
#endif
#ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
struct
lockdep_map dep_map;
#endif
};
自旋锁：
任何时刻，最多只能有一个保持者
区别于mutex：
对于mutex，如果资源已经被占用，资源的申请者只能进入suspend状态
但是自旋锁不会引起调用者suspend，如果自旋锁已经被别的单元持有，调用者会一直循环查看该锁是否释放（自旋的含义）
最大的区别，自旋锁不会suspend
结构：
# linux/Spinlock.h
typedef
struct
spinlock {
union {
//联合
struct
raw_spinlock rlock;
#ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
# define LOCK_PADSIZE (offsetof(struct raw_spinlock, dep_map))
struct
{ u8 __padding[LOCK_PADSIZE];
struct
lockdep_map dep_map;
};
#endif
};
} spinlock_t;
init：
spinlock_t my_lock = SPIN_LOCK_UNLOCKED;
void
spin_lock_init(spinlock_t *
lock
);
自旋锁和互斥锁的对比：
信号量量/互斥体
允许进程睡眠属于
睡眠锁
，自旋锁则
不允许调用者睡眠
，而是让其
循环等待
，所以有以下区别应用
1）、信号量和读写信号量适合于保持时间较长的情况，它们会导致调用者睡眠，因而自旋锁适合于保持时间非常短的情况
2）、
自旋锁可以用于中断，不能用于
进程上下文
(会引起死锁)
。而
信号量不允许使用在中断中，而可以用于进程上下文
3）、自旋锁保持期间是抢占失效的，自旋锁被持有时，内核不能被抢占，而
信号量和读写信号量保持期间是可以被抢占的（意味着可以被中断）
使用场所：
信号量主要适用于进程间通信，当然，也可用于线程间通信。
而互斥锁只能用于线程间通信。