Question

我正在考虑使用以下机制来同步两个/多个线程。我认为唯一的缺点是CPU使用率。请分享您对此机制的意见。这个实现有问题吗？（假设gcc的_ sync *函数是可移植的）

//logic is that if lock = 1 means a thread has acquired the lock.
//                 lock = 0 means lock is free.
// acquireLock:
//        add 1 to lock if value is 1 this thread gets the lock
//        if value is > 1 mean some one else have taken the lock, so decrement the count


int lock = 0 ; // global variable.


void acquireLock()
{

    while(__sync_add_and_fetch (&lock,1) > 1)
    {
        __sync_add_and_fetch (&lock,-1);
    }

}

void releaseLock()
{
     __sync_add_and_fetch (&lock,-1);
}

因此，任何想要访问共享或全局数据的线程都会首先调用acquireLock，访问全局数据，然后释放Lock。

Answer 1

您正在实施一种自旋锁。您可以使用CAS循环代替递增和递减：

void acquireLock () {
    while (!_sync_bool_compare_and_swap(&lock, 0, 1)) {}
}

void releaseLock () {
    int unlock_success = _sync_bool_compare_and_swap(&lock, 1, 0);
    assert(unlock_success);
}

比较和交换将检查变量内容是否与期望值（第二个参数）匹配。如果是，则将变量设置为新值（第三个参数）。如果预期值不匹配，则调用失败。这是一个原子操作。

Answer 2

@jxh suggested是一个很好的解决方案。但是，既然你也问过你的解决方案可能出了什么问题，那么这就是我的看法：

您将“锁定获取失败”分为两个步骤：

尝试获取锁定（递增标记）
如果失败则备份（递减标志）

因此，即使线程无法获取锁定，它仍然会修改全局状态（增量），以便稍后在另一时间修复此修改。问题在于无法保证“修复”会立即发生，很快发生，或者根本不会发生。增量和减量本身就是原子的，但不是一对。

基本上，如果某个线程试图获取锁并失败，则可能无法立即递减计数器（线程可以换出）。现在，即使当前锁定持有者释放锁定，其他线程也不能再获取锁定，因为该值将始终大于1（即，直到“睡眠者”重新开启并执行减量）。这会产生瓶颈（所有线程都依赖于所有“失败”线程来执行它们的减量）或死锁（如果“失败”线程增加并因任何原因而死）。

@ jxh的解决方案不会发生这种情况，因为锁定获取（无论是失败还是成功）都是一个原子步骤。

没有锁的同步

2 个答案: