自旋鎖（spinlock）

自旋鎖是最簡單的真實鎖：一把以忙碌等待為等待策略的互斥鎖。一條發現鎖被佔走的執行緒不會去睡，而是在一個緊湊迴圈裡自旋，反覆嘗試搶到鎖，直到成功為止。名字就說明了一切——你等待的期間，你的執行緒一直在旋轉。它正是把測試並設定或比較並交換迴圈包裝成可重複使用之鎖的、直接而實用的化身。

它的魅力在於：當爭用短暫時很快。由於等待者從不睡覺，就沒有「進核心去阻塞」與「再喚醒」這兩次環境切換的成本；持有者一釋放鎖，自旋的執行緒幾乎立刻就搶到。這讓自旋鎖很適合在多處理器機器上保護非常短的臨界區間——此時持有者確實正在另一顆核心上執行，幾條指令內就會釋放鎖。這正是作業系統核心內部的情形：許多資料結構由只持有寥寥幾條指令的自旋鎖守護。

另一面是，自旋鎖只在特定條件下才恰當，誤用則浪費甚至釀災。若臨界區間很長，每個等待者都會在那整段時間裡燒掉一整顆 CPU 核心、什麼也沒做——純粹浪費。在單處理器上它幾乎總是錯的：自旋的等待者阻止了持有者被排程去釋放鎖。而且經典的自旋鎖通常不保證有限等待，所以在高度爭用下，某一條執行緒可能一再被別人搶先。還有一條關鍵的核心規則：執行緒在持有自旋鎖時絕不可睡眠或被先佔，否則任何為它自旋的人都會浪費掉巨量時間；核心往往在自旋鎖短暫的生命期內關閉先佔（有時連中斷一起關）。「自旋鎖還是阻塞鎖」的抉擇，最終歸結為一句：這次等待會不會短於睡眠的成本？