C++ 다중 스레드 프로그래밍에서 스핀록의 역할은 무엇입니까?-C++-php.cn

C++ 다중 스레드 프로그래밍에서 스핀록의 역할은 무엇입니까?

WBOY

풀어 주다： 2024-06-06 10:32:57

원래의

1083명이 탐색했습니다.

스핀 잠금은 공유 리소스를 보호하는 데 사용되는 경량 잠금입니다. 컨텍스트 전환을 피하기 위해 지속적으로 폴링하여 잠금 상태를 얻습니다. 높은 효율성, 응답성, 확장성이 장점이지만, CPU 낭비를 초래할 수 있고 장기적인 Lock 상황에는 적합하지 않다는 단점이 있습니다.

C++ 多线程编程中 spinlocks 的作用是什么？

C++ 다중 스레드 프로그래밍의 스핀 잠금

소개

스핀 잠금은 스레드가 공유 리소스에 액세스하려고 할 때 사용되는 경량 잠금입니다. 항상 잠금 상태를 폴링하여 컨텍스트를 방지합니다. 스위치.

Principle

스핀 잠금의 작동 원리는 스레드가 잠금을 획득하려고 시도할 때 잠금 상태를 지속적으로 확인한다는 것입니다. 잠금이 해제되면 스레드는 즉시 잠금을 획득합니다. 다른 스레드가 잠금을 획득한 경우 스레드는 잠금이 해제될 때까지 잠금 상태를 계속 폴링합니다.

장점

고효율: 스핀 잠금은 비용이 많이 드는 컨텍스트 전환을 방지하므로 뮤텍스 잠금과 같은 다른 잠금 메커니즘보다 더 효율적입니다.
응답형: 스레드가 지속적으로 잠금 상태를 폴링하면 잠금 해제에 빠르게 반응할 수 있습니다.
높은 확장성: 스핀 잠금은 각 스레드가 자체 캐시 라인에서 회전할 수 있기 때문에 다중 프로세서 시스템에서 잘 작동합니다.

제한 사항

CPU 낭비가 발생할 수 있음: 잠금 경쟁이 심한 경우 잠금 상태를 지속적으로 폴링하면 많은 CPU 리소스가 낭비될 수 있습니다.
장기적인 잠금 상황에는 적합하지 않습니다. 잠금이 오랫동안 유지되면 스핀 잠금으로 인해 스레드가 고갈될 수 있습니다.

실용 사례

다음 코드 예제는 C++에서 std::atomic<bool>를 사용하여 스핀 잠금을 구현하는 방법을 보여줍니다.

#include <atomic>

class Spinlock {
private:
    std::atomic<bool> locked;

public:
    Spinlock() : locked(false) {}

    void lock() {
        while (locked.exchange(true)) { /* 旋转直到锁被释放 */ }
    }

    void unlock() {
        locked.store(false);
    }
};

int main() {
    Spinlock lock;

    // 创建多个线程来争用锁
    std::vector<std::thread> threads;
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        threads.push_back(std::thread([&lock] {
            lock.lock();
            // 访问共享资源
            lock.unlock();
        }));
    }

    // 等待所有线程完成
    for (std::thread& thread : threads) {
        thread.join();
    }

    return 0;
}

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