锁争用与锁开销的区别

锁争用 (Lock Contention) 和 锁开销 (Lock Overhead) 是多线程和并发编程中两个既有区别又相关联的概念。它们都与使用锁来同步对共享资源的访问所带来的性能影响有关，但它们指的是过程的不同方面。

锁争用

锁争用 发生在多个线程同时尝试获取同一个锁时，但一次只有一个线程可以持有该锁。其他线程必须等待，从而导致延迟。

让我们看看它是如何工作的

• 想象一下，多个线程需要访问一个共享资源，例如一个数据库记录或内存位置。
• 为了确保数据完整性，一次只能有一个线程访问该资源，因此使用了一个锁。
• 如果多个线程几乎同时到达该资源，只有一个线程会获得锁，而其他线程将被阻塞，必须等待锁变为可用。
• 尝试获取锁的线程越多，其他线程可能需要等待的时间就越长，从而导致系统变慢。

争用通常随着线程数量的增加而增加，尤其是在许多线程频繁访问共享资源的系统中。高争用可能导致性能瓶颈，因为线程花费更多时间等待而不是执行有价值的工作。

锁开销

锁开销 指的是获取和释放锁的成本，即使没有争用（即，没有其他线程正在等待锁）。这种成本源于操作系统或运行时用于管理锁本身的机制。

• 系统花费在获取和释放锁上的时间涉及操作数据结构、执行系统调用或与操作系统协调。
• 与锁管理相关的内存和CPU成本。例如，锁可能涉及缓存同步、内存屏障或其他低级操作，以确保 CPU 核心之间的一致性。
• 管理任务，例如跟踪哪个线程持有锁、管理锁队列或唤醒等待的线程，都构成了开销。

即使没有争用（一次只有一个线程需要锁），这些后台任务仍然需要完成，这会增加额外的处理时间。

锁争用与锁开销的区别

• 锁争用 是指线程之间对同一资源的访问竞争。当多个线程尝试获取锁时，它通过引入等待时间来影响性能。
• 锁开销 是使用锁的固有成本，无论有多少线程在争用。即使没有线程在等待，由于获取和释放锁的底层机制，也会对性能产生影响。