简易Mutex锁CPU占用及单CPU多线程场景问题咨询

typedef int lock_variable_type;

inline void lock(lock_variable_type *lock_variable)
{ 
    asm volatile (""::: "memory");
    while (*lock_variable);
    *lock_variable = 1;
}

inline void release(lock_variable_type *lock_variable)
{ 
    asm volatile (""::: "memory");
    *lock_variable = 0;
}

inline void init_lock(lock_variable_type *lock_variable)
{ 
    asm volatile (""::: "memory");
    *lock_variable = 0;
}

问题1：多个线程共用该类型的锁是否会造成CPU资源浪费 #

会。该锁是典型的忙等自旋锁，线程拿不到锁时不会主动让出CPU调度权，会持续在空循环里反复读取锁变量的值做判断，全程没有任何有效业务输出，纯占用CPU做无用功。如果锁持有时间较长、竞争线程多，会导致大量CPU算力被空转线程白白消耗。

问题2：单CPU多线程多任务场景下使用该锁除竞态外的其他问题 #

还会导致系统整体运行效率大幅下降：

• 单CPU同一时间只能运行一个线程，当持有锁的线程被系统调度切出CPU后，所有等待锁的线程拿到时间片就会进入空转状态，直到时间片耗尽被切走，全程没有任何有效产出
• 空转的等待线程会挤占持有锁线程的调度资源，导致持有锁的线程更难拿到CPU运行、更晚释放锁，形成“等锁的白占CPU、持锁的拿不到CPU”的恶性循环，极端情况下整个场景的处理效率会比不加锁还低。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者bbxthundr