作者| 慕課網精英講師 咚咚嗆

最近總有同學問我：

對自旋鎖的介紹完全聽不懂。我猜，這是一種執行緒的鎖定，直到這個執行緒不用這個資源了，才會徹底解鎖，讓出執行緒。但是希望得到嚴謹的解答，謝謝。

這個問題要從自旋鎖的實現去回答。自旋鎖是用於多執行緒同步的一種鎖，執行緒反覆檢查鎖變數是否可用。由於執行緒在這一過程中保持執行，因此是一種忙等待，也即是名字中“自旋”本身的含義。

自旋鎖在不同語言都有不同的實現，但核心邏輯都是一樣的，你可以看做是一個死迴圈去判斷鎖變數是否可用，如果可用則跳出迴圈，否則繼續死迴圈。

邏輯如下：

void

spin_lock

（

lock

）

{

while

（

test

_and_

set

（lock，

true

））；// 鎖可用則返回，否則繼續迴圈

}

生產者每次加一前後都會加鎖和解鎖，那解鎖後，鎖變數可用，消費者執行緒就有機會進行減一操作了。那不就是和互斥鎖一樣了嗎？

是的，就鎖的使用上，自旋鎖的使用方式和互斥鎖的使用並無太大區別，但需要注意的是，自旋鎖等待的過程是100%一個核的CPU的，也即是不會讓出CPU，這一點和其他鎖不同。這一點在課程中，有詳細的演示。

既然這種鎖會100%佔用CPU，那為什麼計算機需要有自旋鎖這種鎖，對計算機的效能有什麼好處呢？

這是好問題，為什麼計算機內部的實現需要自旋鎖，這需要聯絡前面學習的知識。

透過前面的學習我們知道，程序或者執行緒在執行的時候，是有上下文的，當不同執行緒進行切換的時候，為了讓執行緒可以執行起來，需要很多的準備工作，這個準備工作，我們稱為“上下文切換”。

在CPU的一個核中，每秒鐘可會進行萬級~十萬級別的上下文切換次數，每次上下文切換都需要一定的成本，因此頻繁的上下文切換會對計算機效能造成較大的影響。

鎖的好處就是它只是忙等待，執行緒始終在執行，相比互斥鎖的使用，避免了上下文切換。

所以這也限定了互斥鎖的使用範圍，如果互斥鎖等待的時間過長，那麼由於它本身對CPU的佔用，會導致別的執行緒無法使用CPU。

因此，互斥鎖適用於可預見等待時間很短的多執行緒同步場景，而對於等待時間不可預測或者等待時間很長的場景，仍然是互斥鎖具備更高的效率。