iOS中自旋锁与互斥锁的区别

首先借鉴一张ibireme各种锁性能对比图镇楼

性能对比

自旋锁与互斥锁的区别

从实现原理上来讲,互斥锁属于sleep-waiting类型的锁。例如在一个双核的机器上有两个线程(线程A和线程B),它们分别运行在Core0和 Core1上。假设线程A想要通过pthread_mutex_lock操作去得到一个临界区的锁,而此时这个锁正被线程B所持有,那么线程A就会被阻塞 (blocking),Core0 会在此时进行上下文切换(Context Switch)将线程A置于等待队列中,此时Core0就可以运行其他的任务(例如另一个线程C)而不必进行忙等待。而Spin lock则不然,它属于busy-waiting类型的锁,如果线程A是使用pthread_spin_lock操作去请求锁,那么线程A就会一直在 Core0上进行忙等待并不停的进行锁请求,直到得到这个锁为止。

自旋锁与互斥锁有点类似,只是自旋锁不会引起调用者睡眠,如果自旋锁已经被别的执行单元保持,调用者就一直循环在那里看是 否该自旋锁的保持者已经释放了锁。

总结
  自旋锁会忙等: 所谓忙等,即在访问被锁资源时,调用者线程不会休眠,而是不停循环在那里,直到被锁资源释放锁。
  互斥锁会休眠: 所谓休眠,即在访问被锁资源时,调用者线程会休眠,此时cpu可以调度其他线程工作。直到被锁资源释放锁。此时会唤醒休眠线程。

优缺点
  自旋锁的优点在于,因为自旋锁不会引起调用者睡眠,所以不会进行线程调度,cpu时间片轮转等耗时操作。所有如果能在很短的时间内获得锁,自旋锁的效率远高于互斥锁。
  缺点在于,自旋锁一直占用CPU,他在未获得锁的情况下,一直运行--自旋,所以占用着CPU,如果不能在很短的时 间内获得锁,这无疑会使CPU效率降低。自旋锁不能实现递归调用。

pthread_mutex 表示互斥锁。互斥锁可以传入不同参数,实现递归锁pthread_mutex(recursive)。NSLock,NSCondition,NSRecursiveLock,NSConditionLock都是内部封装的pthread_mutex,即都属于互斥锁。@synchronized是NSLock的一种封装,牺牲了效率,简洁了语法。

OSSpinLock 表示自旋锁,从上图可以看到自旋锁的效率最高,但是现在的iOS因为优先级反转的问题,已经不安全,所以推荐使用pthread_mutex或者dispatch_semaphore。

具体各种锁的内部实现等详情,参考: 深入理解iOS开发中的锁

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