锁 | ò.ó

重点1：锁

自旋锁

特点：当线程获取锁失败时，线程会一直处于忙等待状态，直到拿到锁。

使用场景：在非抢占式内核中非常有用。用户层适用于不允许抢占的实时调度中。并且当==被锁住的代码执行时间很短时==。

注：因为在抢占式的内核或实时调度中，当一个线程获取自旋锁失败后会一直处于阻塞状态时，操作系统会将该线程挂起，让别的线程进行工作。

使用方法：

#include <pthread.h>
int pthread_spin_init(pthread_spinlock_t *lock,int pshared); // 初始化
// pashared表示进程共享属性，PTHREAD_PROCESS_SHARED表示自旋锁能被可以访问锁底层内存的线程所访问，即使这些线程不属于同一个进程；PTHREAD_PROCESS_PRIVATE表示自旋锁只能被初始化该锁的进程内部线程所访问。
int pthread_spin_destory(pthread_spinlock_t *lock);  // 反初始化
// 加锁
int pthread_spin_lock(pthread_spinlock_t *lock); // 加锁
int pthread_spin_trylock(pthread_spinlock_t *lock);  // 加锁
int pthread_spin_unlock(pthread_spinlock_t *lock);  // 解锁                   
// 解锁

互斥锁

特点：当互斥锁加锁失败后，线程会释放CPU，给其他线程。

使用方法：

#include <pthread.h>

int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t * restrict mutex,const pthread_mutexattr_t *restrict attr);
int pthread_mutex_destory(pthread_mutex_t *mutex);

// 加锁
int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t * mutex);
int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t * mutex);

// 解锁
int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t * mutex);

缺点：互斥锁加锁失败，会从用户态陷入到内核态，让内核帮我们切换线程，虽然简化了使用锁的难度，但是==存在两次线程上下文切换的成本。==

当线程加锁失败时，内核会把线程的状态从**[运行]状态设置为[睡眠状态]**，然后把CPU切换给其他线程运行。
接着，当锁被释放时，之前的**[睡眠]状态的线程会变成[就绪]状态**，然后内核会在合适的时间，把CPU切换给该进程运行。

使用场景：==被锁住的代码执行时间很长时==

读写锁🔒

特点：由读锁和写锁两部分构成。如果只读取共享资源用【读锁】加锁，如果要修改共享内存使用【写锁】加锁。

使用场景：适用于能够明确区分读操作和写操作的场景。

工作原理：

当写锁没有被线程持有时，多个线程能够并发的持有读锁，这大大的提高了共享资源的访问效率，因此读锁是用于读取共享资源的场景，所以多个线程同时持有读锁也不会破坏共享资源的数据。
当写锁被线程持有时，读线程获取读锁的操作会被阻塞，而其他写线程获取写锁的操作也会被阻塞。

实现方式：根据锁的实现方式可以分为读优先锁和写优先锁。

读优先锁：期望读锁能够被更多的线程获取，以便提高线程的并发性。例如，如下线程A获取了读锁，写线程B再获取写锁时，被阻塞，并且在后续的阻塞过程中，后续来的读线程C仍可以成功的获取读锁，最后直到线程A和线程C释放读锁后，写线程B才能获取写锁。如下图所示：
写优先锁：优先写线程工作，当读进程A获取读锁后，写线程尝试获取写锁失败，处于阻塞。读线程C获取读锁时，==也获取失败，处于阻塞状态==。当读进程A执行完毕，释放读锁后，写线程B获取写锁。