装逼名词-ABA CAS SpinLock

今天看wiki，看到一个提到什么什么会陷入 race condition & ABA problem。丫的我没听过ABA呀，那么我去搜了一下，如下：

http://www.bubuko.com/infodetail-317006.html

《SpinLock 自旋锁, CAS操作（Compare & Set） ABA Problem》

ABA解释如下：

所谓ABA（见维基百科的ABA词条），问题基本是这个样子：

1. 进程P1在共享变量中读到值为A
2. P1被抢占了，进程P2执行
3. P2把共享变量里的值从A改成了B，再改回到A，此时被P1抢占。
4. P1回来看到共享变量里的值没有被改变，于是继续执行。

ABA问题最容易发生在lock free 的算法中的，CAS首当其冲，因为CAS判断的是指针的地址。

如果这个地址被重用了呢，问题就很大了。

你拿着一个装满钱的手提箱在飞机场，此时过来了一个火辣性感的美女，然后她很暖昧地挑逗着你，并趁你不注意的时候，

把用一个一模一样的手提箱和你那装满钱的箱子调了个包，然后就离开了，你看到你的手提箱还在那，于是就提着手提箱去赶飞机去了。

这就是ABA的问题。

CAS 操作包含三个操作数 —— 内存位置（V）、预期原值（A）和新值(B)。

如果内存位置的值与预期原值相匹配，那么处理器会自动将该位置值更新为新值。

SpinLock 自旋锁

spinlock 用于CPU同步, 它的实现是基于CPU锁定数据总线的指令.

当某个CPU锁住数据总线后, 它读一个内存单元(spinlock_t)来判断这个spinlock 是否已经被别的CPU锁住.

如果否, 它写进一个特定值, 表示锁定成功, 然后返回.

如果是, 它会重复以上操作直到成功, 或者spin次数超过一个设定值.

锁定数据总线的指令只能保证一个机器指令内, CPU独占数据总线.

单CPU当然能用spinlock, 但实现上无需锁定数据总线.

spinlock在锁定的时候,如果不成功,不会睡眠,会持续的尝试,

单cpu的时候spinlock会让其它process动不了.

一般spinlock实现会有一个参数限定最多持续尝试次数.

超出后, spinlock放弃当前time slice. 等下一次机会.

1，单CPU内核中，假设好几个内核线程用spinlock共享一块数据，一个时间只有一个线程得到锁，

那是不是其它没有得到锁的线程都在疯狂的自旋中？

2，内核里似乎到处都有spinlock，在单CPU系统下spinlock主要用来做什么呢？

也能用来当数据同步的锁来用？

3，用户空间有spinlock吗？

1. 通常如果一个线程没有得到锁会调用 sleep() 或者 yield() 之类的函数

让调度器重新进行调度，不会疯狂自旋的。

2. 自旋锁是一种很低级的操作，是为了实现资源的互斥而不是同步，

在单 CPU 中其实可以用关闭中断的方法代替自旋锁，

在多 CPU 中自旋锁必须要实现，这如前面一个朋友所说的，自旋锁需要锁总线，

你可以查看 X86 的 lock 指令和 compare and exchange 指令或者 test and set 指令得到更多的信息。

3. 通常在用户空间不使用自旋锁，在用户空间通常使用 Mutex 互斥，Semaphore 同步。

自旋锁有可能用于实现 Mutex 和 Semaphore.