菜鳥nginx源碼剖析數據結構篇（十） 自旋鎖ngx_spinlock[轉]

菜鳥nginx源碼剖析數據結構篇（十） 自旋鎖ngx_spinlock

 

• Author：Echo Chen（陳斌）

• Email：chenb19870707@gmail.com

• Blog：Blog.csdn.net/chen19870707

• Date：Nov 11th, 2014

            自旋鎖(Spinlock)是一種 Linux 內核中普遍運用的底層同步機制。自旋鎖是一種工做於多處理器環境的特殊的鎖，在單處理環境中自旋鎖的操做被替換爲空操做。當某個處理器上的內核執行線程申請自旋鎖時，若是鎖可用，則得到鎖，而後執行臨界區操做，最後釋放鎖；若是鎖已被佔用，線程並不會轉入睡眠狀態，而是忙等待該鎖，一旦鎖被釋放，則第一個感知此信息的線程將得到鎖。

  1.源代碼位置

   

  源文件：http://trac.nginx.org/nginx/browser/nginx/src/core/ngx_spinlock.c

   

  2.相關結構定義

  原子鎖結構 ngx_atomic_t：

     1: typedef unsigned long               ngx_atomic_uint_t;

     2: typedef volatile ngx_atomic_uint_t  ngx_atomic_t;

  原子鎖值類型 ngx_atomic_int_t:

     1: typedef long                        ngx_atomic_int_t;

  原子的比較和交換，若是lock和old相等，則set寫入lock

     1: #define ngx_atomic_cmp_set(lock, old, set)                                    \

     2:     __sync_bool_compare_and_swap(lock, old, set)

  說明：

  bool __sync_bool_compare_and_swap (type *ptr, type oldval type newval, ...) 
         type __sync_val_compare_and_swap (type *ptr, type oldval type newval, ...)

  這兩個函數是GCC提供原子的比較和交換，若是*ptr == oldval,就將newval寫入*ptr。

   

   

  進程主動讓出執行權，ngx_sched_yeld

     1: #define ngx_sched_yield()  sched_yield()

  3.源代碼剖析

     1: void

     2: ngx_spinlock(ngx_atomic_t *lock, ngx_atomic_int_t value, ngx_uint_t spin)

     3: {

     4:  

     5: #if (NGX_HAVE_ATOMIC_OPS)

     6:  

     7:     ngx_uint_t  i, n;

     8:  

     9:  

    10:     for ( ;; ) {

    11:  

    12:         //*lock == 0,沒有上鎖則上鎖，則調用ngx_atomic_cmp_set上鎖，設置*lock=value，而後返回 

    13:         if (*lock == 0 && ngx_atomic_cmp_set(lock, 0, value)) {

    14:             return;

    15:         }

    16:         

    17:         // 多核

    18:         if (ngx_ncpu > 1) {

    19:             

    20:             //若是 spin 爲 80，則第一次等待 1 個 ngx_cpu_pause() 操做，而後再次查看鎖是否可用。接下來每輪分別等待 2個、4 個、8 個、16 個、32 個、64 個 ngx_cpu_pause() 操做後再試。

    21:               //這中間過程當中若是出現鎖被釋放從而能夠使用的狀況，則循環會被停止，spinlock 函數會返回值。若是重試仍沒有成功，則執行 ngx_sched_yield，而後再重複上面的操做。

    22:             for (n = 1; n < spin; n <<= 1) {

    23:  

    24:                 for (i = 0; i < n; i++) {

    25:                     ngx_cpu_pause();

    26:                 }

    27:                 

    28:                 //檢查是否上鎖，若是 *lock == 0,則迅速上鎖返回

    29:                 if (*lock == 0 && ngx_atomic_cmp_set(lock, 0, value)) {

    30:                     return;

    31:                 }

    32:             }

    33:         }

    34:         

    35:         //讓出CPU執行權

    36:         ngx_sched_yield();

    37:     }

    38:  

    39: #else

    40:  

    41: #if (NGX_THREADS)

    42:  

    43: #error ngx_spinlock() or ngx_atomic_cmp_set() are not defined !

    44:  

    45: #endif

    46:  

    47: #endif

    48:  

    49: }

   

• 4.參考資料

   

  1.http://blog.csdn.net/poechant/article/details/8062969

  2.《深刻理解Nginx》