常见锁的区别及适用场景

互斥锁:mutex,用于保证在任何时刻,都只能有一个线程访问该对象。当获取锁操作失败时,线程会进入睡眠,等待锁释放时被唤醒

自旋锁:spinlock,在任何时刻同样只能有一个线程访问对象。但是当获取锁操作失败时,不会进入睡眠,而是会在原地自旋,直到锁被释放。这样节省了线程从睡眠状态到被唤醒期间的消耗,在加锁时间短暂的环境下会极大的提高效率。但如果加锁时间过长,则会非常浪费CPU资源

读写锁:rwlock,区分读和写,处于读操作时,可以允许多个线程同时获得读操作。但是同一时刻只能有一个线程可以获得写锁。其它获取写锁失败的线程都会进入睡眠状态,直到写锁释放时被唤醒。
注意:当有一个线程获得写锁在写时,读锁也不能被其它线程获取;写优先于读,当有线程因为等待写锁而进入睡眠时,则后续读者也必须等待
适用于读取数据的频率远远大于写数据的频率的场合。

RCU:即read-copy-update,在修改数据时,首先需要读取数据,然后生成一个副本,对副本进行修改。修改完成后,再将老数据update成新的数据。使用RCU时,读者几乎不需要同步开销,既不需要获得锁,也不使用原子指令,不会导致锁竞争,因此就不用考虑死锁问题了。而对于写者的同步开销较大,它需要复制被修改的数据,还必须使用锁机制同步并行其它写者的修改操作。在有大量读操作,少量写操作的情况下效率非常高

信号量:semaphore,是用于线程间同步的,当一个线程完成操作后就通过信号量通知其它线程,然后别的线程就可以继续进行某些操作了。


信号量和互斥锁的区别:semaphore

  1. 信号量是用于线程间同步的,而互斥锁是用于线程的互斥的
  2. 互斥量的获取和释放都是在同一线程中完成的,pthread_mutex_lock(),pthread_mutex_unlock()。而信号量的获得和释放是在不同的线程的操作为sem_wait(),sempost();
  3. 互斥量的值只能为0和1,而信号量只要value>0,其它线程就可以sem_wait成功,成功后信号量value减一。若value值不大于0,则sem_wait阻塞,直到sem_post释放后value加1。因此信号量的值可以为非负整数

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