菜鸟nginx源码剖析数据结构篇（十） 自旋锁ngx_spinlock
-
Author：Echo Chen（陈斌）
-
Email：chenb19870707@gmail.com
-
Date：Nov 11th, 2014
自旋锁(Spinlock)是一种 Linux 内核中广泛运用的底层同步机制。自旋锁是一种工作于多处理器环境的特殊的锁，在单处理环境中自旋锁的操作被替换为空操作。当某个处理器上的内核执行线程申请自旋锁时，如果锁可用，则获得锁，然后执行临界区操作，最后释放锁；如果锁已被占用，线程并不会转入睡眠状态，而是忙等待该锁，一旦锁被释放，则第一个感知此信息的线程将获得锁。
1.源代码位置
源文件：http://trac.nginx.org/nginx/browser/nginx/src/core/ngx_spinlock.c
2.相关结构定义
原子锁结构 ngx_atomic_t：
1: typedef unsigned long ngx_atomic_uint_t;2: typedef volatile ngx_atomic_uint_t ngx_atomic_t;原子锁值类型 ngx_atomic_int_t:
1: typedef long ngx_atomic_int_t;原子的比较和交换，如果lock和old相等，则set写入lock
1: #define ngx_atomic_cmp_set(lock, old, set)2: __sync_bool_compare_and_swap(lock, old, set)说明：
bool __sync_bool_compare_and_swap (type *ptr, type oldval type newval, ...)
type __sync_val_compare_and_swap (type *ptr, type oldval type newval, ...)这两个函数是GCC提供原子的比较和交换，如果*ptr == oldval,就将newval写入*ptr。
进程主动让出执行权，ngx_sched_yeld
1: #define ngx_sched_yield() sched_yield()3.源代码剖析
1: void2: ngx_spinlock(ngx_atomic_t *lock, ngx_atomic_int_t value, ngx_uint_t spin)3: {4:5: #if (NGX_HAVE_ATOMIC_OPS)6:7: ngx_uint_t i, n;8:9:10: for ( ;; ) {11:12: //*lock == 0,没有上锁则上锁，则调用ngx_atomic_cmp_set上锁，设置*lock=value，然后返回13: if (*lock == 0 && ngx_atomic_cmp_set(lock, 0, value)) {14: return;15: }16:17: // 多核18: if (ngx_ncpu > 1) {19:20: //如果 spin 为 80，则第一次等待 1 个 ngx_cpu_pause() 操作，然后再次查看锁是否可用。接下来每轮分别等待 2个、4 个、8 个、16 个、32 个、64 个 ngx_cpu_pause() 操作后再试。21: //这中间过程中如果出现锁被释放从而可以使用的情况，则循环会被中止，spinlock 函数会返回值。如果重试仍没有成功，则执行 ngx_sched_yield，然后再重复上面的操作。22: for (n = 1; n < spin; n <<= 1) {23:24: for (i = 0; i < n; i++) {25: ngx_cpu_pause();26: }27:28: //检查是否上锁，如果 *lock == 0,则迅速上锁返回29: if (*lock == 0 && ngx_atomic_cmp_set(lock, 0, value)) {30: return;31: }32: }33: }34:35: //让出CPU执行权36: ngx_sched_yield();37: }38:39: #else40:41: #if (NGX_THREADS)42:43: #error ngx_spinlock() or ngx_atomic_cmp_set() are not defined !44:45: #endif46:47: #endif48:49: } -
4.参考资料
1.http://blog.csdn.net/poechant/article/details/8062969
2.《深入理解Nginx》