自旋锁未消耗 100% cpu

Question

#include "boost/smart_ptr/detail/spinlock.hpp"
boost::detail::spinlock lock;
main(){
    std::lock_guard<boost::detail::spinlock> guard(lock);
    while(true)
        {
                i=i+100;
        }
}

机器详细信息：

CPU(s): 2

在线CPU(s)个列表：0,1

每个核心线程数：1

每个插槽的内核数：2

插座：1

以上代码中，当i 运行 :

First instance => 它占用了 cpu 的 100%（根据 top 命令）

Second instance => 花费了 97-98%，这两个实例的总和显示大约 195%-197%

Third instance => 通过调整 cpu 前两个实例的消耗，它花费了 ~47-50% 并且这三个实例的总和显示接近 200% 。

我的假设是，一旦自旋锁获得 cpu，它就不会被 cpu 抢占（它不会被 cpu 通过调度一些这次其他线程将线程（自旋锁定）保持在调度队列中），因此我期望第三个实例失败。但它运行显示前两个进程线程已被抢占。

我哪里弄错了？

Answer 1

我想你误解了什么是自旋锁。它并不比这复杂多少：

class SpinLock {
public:
    void lock() {
        while (is_locked) { /*do nothing*/ }
        // ...MAGIC HAPPENS HERE...
        is_locked = true;
    }

    void unlock() {
        is_locked = false;
        // ...SUBTLE magic happens here...
    }

private:
    bool is_locked = false;
};

MAGIC 是使用特殊机器指令* 的代码，以确保如果 while 循环中同时有多个线程 "spinning"，只有 其中一个 将看到 is_locked == false 并在其他线程调用 unlock() 函数时退出循环。

My assumption was that, once the spin lock acquires the cpu...

自旋锁中没有任何东西可以 "acquire" CPU。这只是获取的代码运行 by a CPU，与您程序中的任何其他代码没有区别。经营的系统 (OS) 决定哪个线程运行在哪个 CPU 上以及什么时候，什么都没有自旋锁确实会影响它。

...it doesn't get preempted by CPU.

A CPU 不会抢占任何东西。 CPU 只是执行代码。当 CPU 发生时待运行ningOS代码，OS可以选择抢占当前线程。旋转锁对哪个线程被抢占、何时被抢占或为什么被抢占没有任何影响。

"Preempt," 表示 OS 暂停一些运行ning 线程并允许其他一些线程转向运行。每次可能发生 100 次左右其次，通常，none 所涉及的线程知道它。

自旋锁对抢占没有影响的原因是，它们只是代码。纯自旋锁不会调用 OS 或与 OS 进行通信反正。 OS 无法区分线程是计算 pi 的数字，或正在平衡银行账户的线程，或正在等待自旋锁的线程。

unlock()函数中的SUBTLE magic由内存屏障组成指令 用于强制使用 C++ 内存型号。这是一个深奥的话题—— 这个答案太深了。

* C++ Atomic operations library 让您可以低级访问那些 "special" 机器指令。

自旋锁未消耗 100% cpu

spin locks not consuming 100% cpu

c++

multithreading

locking

spinlock

top-command

机器详细信息：