개요
스핀락(spinlock)은 임계 구역(critical section)에 진입이 불가능할 때 진입이 가능할 때까지 루프를 돌면서 재시도하는 방식으로 구현된 락을 가리킨다. 스핀락이라는 이름은 락을 획득할 때까지 해당 스레드가 빙빙 돌고 있다(spinning)는 것을 의미한다. 스핀락은 바쁜 대기의 한 종류이다.
스핀락은 운영 체제의 스케줄링 지원을 받지 않기 때문에, 해당 스레드에 대한 문맥 교환이 일어나지 않는다. 따라서 스핀락은 임계 구역에 짧은 시간 안에 진입할 수 있는 경우에 문맥 교환을 제거할 수 있어 효율적이다. 하지만 만약 스핀락이 오랜 시간을 소요한다면 다른 스레드를 실행하지 못하고 대기하게 되며, 이 경우 비효율적인 결과를 가져온다.
구현
리눅스에서 스핀락은 integer value하나를 계속 watching하는 것으로 구현된다.
- OP: lock의 획득에서 spinlock은 정수하나를 계속 watching하면서 만약 정수값이 0이면 critical section에 진입하고 아니면 loop을 돈다.
- ACQUIRE: lock value을 1증가시키고, 그 전의 값이 0이였으면 critical section에 진입한다.
- UNLOCK: lock value를 1감소시킨다.
장단점
장점
- 구현이 단순하다.
- 단순한 구현으로 인하여 매우 빠르게 작동한다.
단점
- Unfair하다. 실행 순서를 보장하지 않기 때문에 wating time이 보장받지 못한다. 즉 starvation이 발생한다.
- Multicore환경에서 Scalability가 심하가 저하된다.
리눅스에서
리눅스에서 spin_lock을 사용하면 IRQ (인터럽트)를 off한다. 즉 spin_lock context는 preemptible하지 않기 때문에, spin_lock context내부에서 kmalloc(size, GFP_KERNEL)이나 schedule()과 같은 sleepable context를 호출하는 것은 버그이다.