这是个老掉牙的话题，但基本上绝大多数的讨论都跑偏了。
绝大多数讨论的核心在于 如何设计一把锁来同步共享变量的访问。 这事实上完全是本末倒置：
- 我们需要设计的一个立交桥，而不是为了设计一个红绿灯！
事实上，多线程编程就不应该访问共享变量，如果真的要在多线程访问共享变量，唯一高效的方案就是 严格控制时序。 嗯，先来后到是唯一的方法。至于说设计这样那样的锁，那完全是惰政，只是为了防止出问题而已。
早在100多年前，就可以在同一根电话线上传输不同的话路，这得益于严格的时隙分配和复用机制，后来时代进步了，事情反而变得糟糕了，这完全是由于另一种时隙复用方式引起的，那便是时隙统计复用。现代操作系统和现代分组交换网是这种复用方式的忠实践行者。
我并不认为统计复用是一种高效的方式，它也许只是面对多样化场景而不得不采用的一种方案。在我看来，若单单讨论高效，没有什么比严格的时隙复用更好的了。
我来举一个例子。4个线程访问共享变量。
首先看一个稍微严格的方案，严格分配访问顺序：
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
sem_t sem1;
sem_t sem2;
sem_t sem3;
sem_t sem4;
unsigned long cnt = 0;
#define TARGET 0xffffff
void do_work()
{
int i;
for(i = 0; i < TARGET; i++) {
cnt ++;
}
}
void worker_thread1(void)
{
sem_wait(&sem1);
do_work();
sem_post(&sem2);
}
void worker_thread2(void)
{
sem_wait(&sem2);
do_work();
sem_post(&sem3);
}
void worker_thread3(void)
{
sem_wait(&sem3);
do_work();
sem_post(&sem4);
}
void worker_thread4(void)
{
sem_wait(&sem4);
do_work();
printf("%lx\n", cnt);
exit(0);
}
int main()
{
pthread_t id1 ,id2, id3, id4;
sem_init(&sem1, 0, 0);
sem_init(&sem2, 0, 0);
sem_init(&sem3, 0, 0);
sem_init(&sem4, 0, 0);
pthread_create(&id1, NULL, (void *)worker_thread1, NULL);
pthread_create(&id2, NULL, (void *)worker_thread2, NULL);
pthread_create(&id3, NULL, (void *)worker_thread3, NULL);
pthread_create(&id4, NULL, (void *)worker_thread4, NULL);
sem_post(&sem1);
getchar();
return 0;
}
然后我们看看更加普遍的做法，即加锁的方案：
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
pthread_spinlock_t spinlock;
unsigned long cnt = 0;
#define TARGET 0xffffff
void do_work()
{
int i;
for(i = 0; i < TARGET; i++) {
pthread_spin_lock(&spinlock);
cnt ++;
pthread_spin_unlock(&spinlock);
}
if (cnt == 4*TARGET) {
printf("%lx\n", cnt);
exit(0);
}
}
void worker_thread1(void)
{
do_work();
}
void worker_thread2(void)
{
do_work();
}
void worker_thread3(void)
{
do_work();
}
void worker_thread4(void)
{
do_work();
}
int main()
{
pthread_t id1 ,id2, id3, id4;
pthread_spin_init(&spinlock, 0);
pthread_create(&id1, NULL, (void *)worker_thread1, NULL);
pthread_create(&id2, NULL, (void *)worker_thread2, NULL);
pthread_create(&id3, NULL, (void *)worker_thread3, NULL);
pthread_create(&id4, NULL, (void *)worker_thread4, NULL);
getchar();
}
现在比较一下二者的效率差异：
[root@localhost linux]# time ./pv
3fffffc
real 0m0.171s
user 0m0.165s
sys 0m0.005s
[root@localhost linux]# time ./spin
3fffffc
real 0m4.852s
user 0m19.097s
sys 0m0.035s
和直觉相反，也许你会觉得，第一个例子那不就是退化成串行操作了吗？多处理器的优势岂不是无法发挥了？第二个才是多线程编程正确的姿势啊！
事实上，对于共享变量，无论如何它都是必须要串行访问的。这种代码根本就无法多线程化。所以，真正的多线程程序设计：
- 一定要消除共享变量。
- 若非要共享变量，那就一定严格控制访问时序，而不是靠抢锁来控制并发。
现在来看看Linux内核，大量的spinlock并不是真的让内核多线程化了，而纯粹是为了 “如果不引入spinlock就会出问题…”
RSS，percpu spinlock似乎是正确的把式，但若要将已经被揉成乱麻的Linux内核彻底抽丝剥茧般的共享变量串行化，似乎并不容易，更何况，中断是无法控制其时序的，那么中断处理线程化如何呢？似乎效果也不是很好。
遇到并发效率问题，如果你去设计一把牛逼的锁，那事实上你是承认了问题的所在但并不想去解决问题，这是一种消极的应对。
锁，万恶之源。取消共享变量或者控制时序才是真理。
那么，差别是什么？差别只是一套西服。
浙江温州皮鞋湿，下雨进水不会胖。