spin_lock & mutex_lock的差别?

本文由该问题引入到内核锁的讨论，归纳例如以下

为什么须要内核锁?

多核处理器下，会存在多个进程处于内核态的情况，而在内核态下，进程是能够訪问全部内核数据的，因此要对共享数据进行保护，即相互排斥处理

有哪些内核锁机制?

(1)原子操作

atomic_t数据类型，atomic_inc(atomic_t *v)将v加1

原子操作比普通操作效率要低，因此必要时才使用，且不能与普通操作混合使用

假设是单核处理器，则原子操作与普通操作同样

(2)自旋锁

spinlock_t数据类型，spin_lock(&lock)和spin_unlock(&lock)是加锁和解锁

等待解锁的进程将重复检查锁是否释放，而不会进入睡眠状态(忙等待)，所以经常使用于短期保护某段代码

同一时候，持有自旋锁的进程也不同意睡眠，不然会造成死锁——由于睡眠可能造成持有锁的进程被又一次调度，而再次申请自己已持有的锁

假设是单核处理器，则自旋锁定义为空操作，由于简单的关闭中断就可以实现相互排斥

(3)信号量与相互排斥量

struct semaphore数据类型，down(struct semaphore * sem)和up(struct semaphore * sem)是占用和释放

struct mutex数据类型，mutex_lock(struct mutex *lock)和mutex_unlock(struct mutex *lock)是加锁和解锁

竞争信号量与相互排斥量时须要进行进程睡眠和唤醒，代价较高，所以不适于短期代码保护，适用于保护较长的临界区

相互排斥量与信号量的差别?(转载但找不到原文出处)

(1)相互排斥量用于线程的相互排斥，信号线用于线程的同步

这是相互排斥量和信号量的根本差别，也就是相互排斥和同步之间的差别

相互排斥：是指某一资源同一时候仅仅同意一个訪问者对其进行訪问，具有唯一性和排它性。但相互排斥无法限制訪问者对资源的訪问顺序，即訪问是无序的

同步：是指在相互排斥的基础上（大多数情况），通过其他机制实现訪问者对资源的有序訪问。在大多数情况下，同步已经实现了相互排斥，特别是全部写入资源的情况必然是相互排斥的。少数情况是指能够同意多个訪问者同一时候訪问资源

(2)相互排斥量值仅仅能为0/1，信号量值能够为非负整数

也就是说，一个相互排斥量仅仅能用于一个资源的相互排斥訪问，它不能实现多个资源的多线程相互排斥问题。信号量能够实现多个同类资源的多线程相互排斥和同步。当信号量为单值信号量是，也能够完毕一个资源的相互排斥訪问

(3)相互排斥量的加锁和解锁必须由同一线程分别相应使用，信号量能够由一个线程释放，还有一个线程得到