spin_lock与mutex_lock

本文由该问题引入到内核锁的讨论，归纳如下

为什么需要内核锁?

多核处理器下，会存在多个进程处于内核态的情况，而在内核态下，进程是可以访问所有内核数据的，因此要对共享数据进行保护，即互斥处理

有哪些内核锁机制?

(1)原子操作

atomic_t数据类型，atomic_inc(atomic_t *v)将v加1

原子操作比普通操作效率要低，因此必要时才使用，且不能与普通操作混合使用

如果是单核处理器，则原子操作与普通操作相同

(2)自旋锁

spinlock_t数据类型，spin_lock(&lock)和spin_unlock(&lock)是加锁和解锁

等待解锁的进程将反复检查锁是否释放，而不会进入睡眠状态(忙等待)，所以常用于短期保护某段代码

同时，持有自旋锁的进程也不允许睡眠，不然会造成死锁——因为睡眠可能造成持有锁的进程被重新调度，而再次申请自己已持有的锁

如果是单核处理器，则自旋锁定义为空操作，因为简单的关闭中断即可实现互斥
自旋锁是专为防止多处理器并发而引入的一种锁

(3)信号量与互斥量

struct semaphore数据类型，down(struct semaphore * sem)和up(struct semaphore * sem)是占用和释放

struct mutex数据类型，mutex_lock(struct mutex *lock)和mutex_unlock(struct mutex *lock)是加锁和解锁

竞争信号量与互斥量时需要进行进程睡眠和唤醒，代价较高，所以不适于短期代码保护，适用于保护较长的临界区

互斥量与信号量的区别?(转载但找不到原文出处)

(1)互斥量用于线程的互斥，信号线用于线程的同步

这是互斥量和信号量的根本区别，也就是互斥和同步之间的区别

互斥：是指某一资源同时只允许一个访问者对其进行访问，具有唯一性和排它性。但互斥无法限制访问者对资源的访问顺序，即访问是无序的

同步：是指在互斥的基础上（大多数情况），通过其它机制实现访问者对资源的有序访问。在大多数情况下，同步已经实现了互斥，特别是所有写入资源的情况必定是互斥的。少数情况是指可以允许多个访问者同时访问资源

(2)互斥量值只能为0/1，信号量值可以为非负整数

也就是说，一个互斥量只能用于一个资源的互斥访问，它不能实现多个资源的多线程互斥问题。信号量可以实现多个同类资源的多线程互斥和同步。当信号量为单值信号量是，也可以完成一个资源的互斥访问

(3)互斥量的加锁和解锁必须由同一线程分别对应使用，信号量可以由一个线程释放，另一个线程得到