nginx源码分析1———进程间的通信机制二（自旋锁）

自旋锁的相关介绍

自旋锁的释义

自旋锁与其他的锁最大的区别就是自旋锁不会引起调用者睡眠（非睡眠锁），也就是始终是可执行状态。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。

自旋锁的适用场景

当锁的使用时间很短的时候，就可以采用自旋锁，这样开销很小。如果时间很长，锁一直自旋，又不能调度其他的程序，cpu资源将被大量占用，这样就不是很合适。对于长时间的锁，应该使用让它休眠的锁，而不应该是自旋。

自旋锁无论是单核还是多核，都将是有效的，一直处于可执行态，是可以少一些状态的转换，如果切换到睡眠态，还得从休眠态转化到就绪态，然后才能供cpu调度（如果不是很清楚，就得多了解操作系统处理器调度相关的知识）。

nginx的相关实现

void
ngx_spinlock(ngx_atomic_t *lock, ngx_atomic_int_t value, ngx_uint_t spin)
{
//在有原子变量支持的情况下
#if (NGX_HAVE_ATOMIC_OPS)
ngx_uint_t  i, n;
for ( ;; ) {
//先判断一次锁，然后尝试获取锁（compare and set)
if (*lock == 0 && ngx_atomic_cmp_set(lock, 0, value)) {
//如果成功获取到就直接return。
return;
}
//在cpu大于1的情况下才会去自旋
if (ngx_ncpu > 1) {
//仔细看这个双层for循环随着n的增大nginx_cpu_pause执行的间隔就越大。
for (n = 1; n < spin; n <<= 1) {
for (i = 0; i < n; i++) {
//架构体系中专门为了自旋锁而提供的指令，它会告诉CPU现在处于自旋锁等待状态，通常一个CPU会将自己置于节能状态，降低功耗。但是当前进程并没有让出正在使用的处理器。
ngx_cpu_pause();
}
//尝试去获取锁，尝试获取锁的次数并不多，是spin的一个对数关系，而且时间间隔会越来越大。
if (*lock == 0 && ngx_atomic_cmp_set(lock, 0, value)) {
return;
}
}
}
//在一个for循环之内usleep(1) 暂时让出处理器
ngx_sched_yield();
}
#else
#if (NGX_THREADS)
#error ngx_spinlock() or ngx_atomic_cmp_set() are not defined !
#endif
#endif
}

可以看到nginx充分利用了多核和单核的场景，里面的双层for循环其实也是博大精深，其余的细节也格外精辟。自旋锁在短时间锁上面是非常高效和有用的。细致的你，应该会发现在ngx_shmtx_lock方法里面，也采用了自旋锁和信号量一起的方式去实现的。