skynet - spinlock 简单的自旋锁

spinlock.h

代码位于： https://github.com/cloudwu/skynet/blob/master/skynet-src/spinlock.h

该文件内，根据不同环境提供了 3 种 api 实现：

• pthread_mutex_t 系列函数
• gcc 内置原子操作函数
• std atomic 系列函数

看了下，效率最高的是 std atomic 系列函数的实现：

#include "atomic.h"

#define atomic_test_and_set_(ptr) STD_ atomic_exchange_explicit(ptr, 1, STD_ memory_order_acquire)
#define atomic_clear_(ptr) STD_ atomic_store_explicit(ptr, 0, STD_ memory_order_release);
#define atomic_load_relaxed_(ptr) STD_ atomic_load_explicit(ptr, STD_ memory_order_relaxed)

#if defined(__x86_64__)
#include <immintrin.h> // For _mm_pause
#define atomic_pause_() _mm_pause()
#else
#define atomic_pause_() ((void)0)
#endif

struct spinlock {
	STD_ atomic_int lock;
};

static inline void
spinlock_init(struct spinlock *lock) {
	STD_ atomic_init(&lock->lock, 0);
}

static inline void
spinlock_lock(struct spinlock *lock) {
	for (;;) {
		if (!atomic_test_and_set_(&lock->lock))
			return;
		while (atomic_load_relaxed_(&lock->lock))
			atomic_pause_();
	}
}

static inline int
spinlock_trylock(struct spinlock *lock) {
	return !atomic_load_relaxed_(&lock->lock) &&
		!atomic_test_and_set_(&lock->lock);
}

static inline void
spinlock_unlock(struct spinlock *lock) {
	atomic_clear_(&lock->lock);
}

static inline void
spinlock_destroy(struct spinlock *lock) {
	(void) lock;
}

• spinlock_init 初始化 lock 默认值为 0
• spinlock_lock 抢占设置 1 ，失败 while 自旋；自旋出来，再去抢占（for）
• spinlock_trylock 查看 lock 并尝试抢占设置 1
• spinlock_unlock lock 设回 0
• spinlock_destroy 占位，没有可实际释放的资源

memory_order_x

memory_order_acquire/memory_order_release 比较好理解，请自行度娘

atomic_load_relaxed_ 函数内用的是 memory_order_relaxed 。 memory_order_relaxed 即普通内存访问

因此 atomic_load_relaxed_ 性能效果等价于普通内存访问（即性能最高），且可能会返回错值

妙的地方在于：

• spinlock_lock for - while 双重循环，允许 atomic_load_relaxed_ 可能的误判
• spinlock_trylock 函数语义本身就在于 TRY 。因此也允许可能的误判

_mm_pause

while 空循环的一种性能优化，度娘了解知道就好