与自旋锁相比，无锁编程有哪些优势？

Question

我想知道无锁编程相对于自旋锁有哪些优势？ 我想当我们在一个线程（称为A）中使用CAS机制进行无锁编程时，如果其他线程改变了CAS中的值，A线程仍然需要再次循环。 我认为这就像我们使用自旋锁一样！

我对此很困惑。 虽然知道CAS和spin-lock适合在锁争用不激烈的情况下使用，但是谁能解释一下在哪些场景下应该使用lock free，应该使用spin lock？

Answer 1

无锁提供了所谓的进度保证。 您是对的，在您的示例中，线程A确实执行了重试（即再次循环），但前提是其他线程更改了 value ，这意味着该线程能够取得进展。

相比之下，持有自旋锁的线程（我们称之为X ）会阻止所有其他线程在锁被释放之前取得进展。 因此，如果线程X被抢占，则所有等待锁的线程的执行实际上都会停止，直到X可以恢复执行并最终释放锁。 如果X无限期地停止，那么所有其他线程也将无限期地阻塞。

这种情况对于无锁算法是不可能的，因为可以保证在任何时候至少有一个线程可以取得进展。

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应该使用哪个取决于情况。 无锁算法本质上很难设计，尤其是对于树等更复杂的数据结构。 即使你有一个无锁算法，它几乎总是比串行算法慢，所以受锁保护的串行版本可能会表现得更好。 再说一次，如果数据结构竞争激烈，则无锁版本将比受锁保护的版本更好地扩展。 但是，如果您的工作负载主要是只读的，那么读写锁也将提供良好的可扩展性。 不幸的是，这里没有一般规则......

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如果你想了解更多关于无锁（以及更多）的知识，我推荐这本书The Art of Multiprocessor Programming 。
如果你更喜欢免费的替代方案，我推荐并行编程难吗，如果是，你能做些什么？ Paul McKenney 或 Keir Fraser 的Practicallock-freedom 。