spinlock为什么禁止抢占 spinlock禁止抢占的原因

1、spinlock的基本概念

spinlock是用于同步共享资源的一种机制，其主要作用是为保证同一时间只有一个线程可以访问被保护的共享资源，避免多个线程同时访问同一个资源导致的数据不一致问题。当有线程试图申请一个已经被其他线程持有的spinlock时，它会不断地循环执行等待申请锁的操作，直至获得锁为止。

不同于mutex的阻塞式保护方式，spinlock的保护方式是通过轮询的方式来保证同步。因此，它可以在SMP的系统中做到更好的效率，但也因为这种方式，spinlock本身非常占用CPU资源，不适合使用于长时间持有锁的操作。

2、spinlock为什么需要禁止抢占

由于spinlock的保护方式是通过占用CPU不断轮询的方式来保证同步，它需要一直占用CPU的时间片，因此如果一个线程获得了spinlock，而在操作保护的共享资源的时候被其他线程抢占了CPU，那么在这个线程回到CPU上继续执行之前，那个线程一直会占用着CPU的时间片，而其他线程则会因为一直无法获得这个被spinlock保护的共享资源而一直在等待，造成所谓的“死锁”状态。

因此，为了避免这种情况，spinlock为了保证同步操作的原子性，需要在获得spinlock时先关闭抢占，这样才能保证进入临界区之后，能一直占有CPU的时间片，尽快地完成临界区操作，并能够释放spinlock，最终让其他线程顺利地获得并访问这个被保护的共享资源。

3、spinlock禁止抢占的实现原理

当进程申请spinlock之后，首先需要调用spin_lock函数进行轮询，并尝试获取锁。如果锁已被其他进程持有，申请者将无限循环等待，直到获得锁为止。在spin_lock函数内部，为了防止抢占，它会调用raw_spin_lock函数，来实现加锁操作。

在raw_spin_lock函数中，它会调用local_irq_save函数，来关闭本地CPU的中断，并且保存关闭状态，同时在获取spinlock并进入临界区之后，再调用local_irq_restore函数来恢复CPU的中断状态。这样一来，在临界区中就可以保证CPU不受其他进程的干扰，进而保证了整个临界区的操作的完整性和一致性。

4、spinlock的替代方案

spinlock虽然在一定程度上可以提高系统的效率，但它也有一些弊端，如可能形成死锁、占用CPU资源过多等问题。因此，在一些高并发场景下，我们可以选用其他的同步机制来代替spinlock。

例如，我们可以选用rwlock来代替spinlock来进行读写操作的同步；也可以使用semaphore来代替spinlock来实现信号量的同步。这些同步机制都比较成熟，而且能适应更为广泛的使用场景。因此，在实际开发中，我们需要充分考虑使用场景，综合权衡各种因素，选择最适合的同步机制来实现系统的同步操作。