新的排隊spin_lock--有序和無序

2.6.25核心實作了新的自旋鎖，叫做ticket spin_lock，ticket就是排隊的意思，就像看電影時拿着票有序入場一樣，新的自旋鎖不再是亂搶自旋鎖了，而是有序地獲得自旋鎖，這樣就消除了一些不必要的混亂。這樣做的初衷是什麼呢？首先看看自旋鎖的意義，它是一種十分高效的鎖，得不到鎖的時候不是睡眠而是自旋，自旋就是忙等，這樣就免去了睡 眠-切換-喚醒-切換的開銷，畢竟一個程序睡眠必然導緻一次硬切換，而喚醒仍然需要一次硬切換。但是在忙等期間，cpu實際上沒有做什麼有意義的事情，這 是一點小小的弊端，但是任何事必須圖一方面，和睡眠-切換-喚醒的開銷比起來，這麼做是十分有意義的。另外要明白的是，目前實作的自旋鎖的争搶實體實際上 是cpu，而不是程序，在單cpu的非搶占核心上，自旋鎖是不必要的，在單cpu的搶占核心，自旋鎖實際就是禁用了搶占而已，隻有在多cpu的環境下，自旋鎖作為鎖的意義才真正存在，是以我們說是cpu獲得了自旋鎖而不是别的。要了解新自旋鎖的意義還要了解老自旋鎖的實作。老的自旋鎖是一個整數，在cpu 企圖獲得鎖的時候要将此數減一，然後看看是否為0，如果為0，那麼就獲得了鎖，如果為負數就說明别的cpu比此cpu先獲得了鎖，然後此cpu進入忙等， 等待占有鎖的cpu釋放鎖進而将鎖置為1，然後它再次将其減一後與0比較。這麼實作可以看出，一個cpu企圖獲得鎖時所探測到的鎖的值是負數并且絕對值越大，那麼就有越多的cpu在争搶這個自旋鎖，這看起來沒有問題，就像踢足球一樣，那麼多人搶一個球，但是足球有個人技術，團隊合作在裡面，有輸有赢的結果，而自旋鎖就不一樣了，所有的cpu要公平競争，沒有團隊，沒有個人技術，但是這個實作真的就很公平嗎？如果不考慮硬體告訴緩存，那麼它可能還是比較公平的，但是幾乎每個cpu都有硬體高速緩存，如果一個cpu得到了自旋鎖那麼資訊就會被讀入該cpu的緩存行，後來它釋放了這個自旋鎖，但是馬上它又去争 搶同一個鎖，這樣這個cpu對于别的cpu就是不公平的，它再次得到自旋鎖的可能性要比别的cpu要大，是以，老的自旋鎖實作方案看似公平實際不公平，按道理應該讓等待時間最長的cpu獲得自旋鎖。要得到這樣的效果，改進點已經很明确了，就是增加一個隊列，這個隊列的元素按照等待時間排隊，資料結構也很簡單，增加一個list_head字段即可，如果這麼實作當然比較好，比較規則，比較規範，但是不是那麼藝術和高效，于是新的ticket自旋鎖由運而生。 

以上從理論角度闡述了老的自旋鎖的實作，下面看一下具體的代碼，主要是純粹的獲得鎖和釋放鎖的代碼，不再讨論開關搶占的内容：

#define spin_lock_string /

 本文轉自 dog250 51CTO部落格，原文連結:http://blog.51cto.com/dog250/1274038