嵌入式Linux：线程同步（自旋锁）

Linux 自旋锁（）是一种用于保护共享资源的锁机制，常用于多核处理器中，在某个核（或线程）试图获取锁时，如果发现锁已被其他核持有，它会忙等（不断循环检查）而不是让出 CPU 时间片。

自旋锁的特点是适用于锁的持有时间非常短的场景，因为它在等待期间不会主动放弃 CPU，而是不断尝试获取锁，这在多核系统中可以避免由于线程调度带来的上下文切换开销。

工作原理：

自旋锁常用于以下情况：

自旋锁与互斥锁的比较如下：

实现方式上的区别：

开销上的区别：

适用场景上的区别：

死锁问题：

自旋锁初始化与销毁

自旋锁需要在使用前进行初始化线程同步，并在不再使用时销毁。

初始化自旋锁函数如下：

int pthread_spin_init(pthread_spinlock_t *lock, int pshared);

参数：

返回值：成功时返回 0，失败时返回非零错误码。

销毁自旋锁函数如下：

int pthread_spin_destroy(pthread_spinlock_t *lock);

参数：lock：指向要销毁的自旋锁对象。

返回值：成功时返回 0，失败时返回非零错误码。

自旋锁加锁与解锁

加锁函数如下：

int pthread_spin_lock(pthread_spinlock_t *lock);

参数：lock：指向要加锁的自旋锁对象。

返回值：成功时返回 0；如果锁已经被其他线程占用，则线程会忙等，直到成功获取锁，最终返回 0。

尝试加锁函数如下：

int pthread_spin_trylock(pthread_spinlock_t *lock);

参数：lock：指向要加锁的自旋锁对象。

返回值：

解锁函数如下：

int pthread_spin_unlock(pthread_spinlock_t *lock);

参数：lock：指向要解锁的自旋锁对象。

返回值：成功时返回 0，失败时返回非零错误码。

下面是一个完整的示例，展示如何使用自旋锁，包括初始化、加锁、解锁和销毁：

pthread_spinlock_t spinlock; // 定义自旋锁int shared_data = 0; // 共享数据void *thread_func(void *arg) {    pthread_spin_lock(&spinlock); // 加锁    shared_data++;    printf("Thread %ld: shared_data = %dn", (long)arg, shared_data);    pthread_spin_unlock(&spinlock); // 解锁    return NULL;}int main() {    pthread_t threads[2];    // 初始化自旋锁    if (pthread_spin_init(&spinlock, PTHREAD_PROCESS_PRIVATE) != 0) {        perror("Failed to initialize spinlock");        return 1;    }    // 创建两个线程    pthread_create(&threads[0], NULL, thread_func, (void *)1);    pthread_create(&threads[1], NULL, thread_func, (void *)2);    // 等待线程结束    pthread_join(threads[0], NULL);    pthread_join(threads[1], NULL);    // 销毁自旋锁    if (pthread_spin_destroy(&spinlock) != 0) {        perror("Failed to destroy spinlock");        return 1;    }    return 0;}