自旋锁

自旋锁

自旋锁是内核中提供的一种高IRQL锁，用同步以及独占的方式访问某个资源。

KSPIN_LOCK my_spin_lock;
KeInitializeSpinLock(&my_spin_lock); //函数无返回值

自旋锁的使用方法：

KIRQL irql;		//KIRQL是一个中断级
KeAcquireSpinLock(&my_spin_lock,&irql);
// To do something ...
KeReleaseSpinLock(&my_spin_lock,irql);

KeAcquireSpinLock 和 KeReleaseSpinLock 之间的代码是只有单线程执行的，其他的线程会停留在 KeAcquireSpinLock 等候，直到 KeReleaseSpinLock 被调用。换句话说，只有一个线程能够获得自旋锁。

注意： 锁一般不会定义成局部变量，可以使用静态变量、全局变量，或者分配在池（POOL）中。因为每个线程来执行的时候都会重新初始化一个锁。只有所有的线程共用一个锁，锁才有意义。

/*正确使用自旋锁的例子*/
KSPIN_LOCK my_spin_lock = {0};
Void InitSpinLock()
{
    KeInitializeSpinLock(&my_spin_lock);
}
Void MySafeFunction()
{
    KIRQL irql;
    KeAcquireSpinlock(&my_spin_lock,&irql);
    // To do something...
    KeRealeaseSpinLock(&my_spin_lock,irql);
}

双向链表自旋锁

在双向链表中使用自旋锁的目的是保证多线程安全。在操作链表之前，调用KeAcquireSpinLock 来获取锁，在操作完成之后，调用 KeReleaseSpinLock 来释放锁。

链表中初始化自旋锁。LIST_ENTRY有一系列操作，这些操作并不需要使用者自己调用获取与释放锁，只需要为每个链表定义并初始化一个锁即可。

typedef struct _FILE_INFO
{
    LIST_ENTRY m_ListEntry;
    WCHAR m_strFileName[260];
    // other member
}FILE_INFO, *PFLIE_INFO;

LIST_ENTRY my_list_head; //链表头
KSPIN_LOCK my_list_lock; //链表的值

//初始化链表
void MyFileInforInit()
{
    InitializeListHead(&my_list_head);
    KeInitalizeSpinLock(&my_list_lock);
}

正常情况下链表插入一个节点：

FILE_INFO my_file_infor={0};
// 对 my_file_infor 进行初始化
 InsertHeadList(&my_list_head,(PLIST_ENTRY)& my_file_infor);

加锁的情况下链表插入一个节点：

ExInterlockInsertHeadList(
	&my_list_head,
    (PLIST_ENTRY)& my_file_infor,
    &my_list_lock
);

加锁的情况下链表移除一个节点：

PLSIT_ENTRY pRemoveEntry = NULL;
pRemoveEntry = ExInterlockInsertHeadList(
	&my_list_head,
    &my_list_lock
);

注意: 锁一般不会定义成局部变量。可以使用静态变量、全局变量，或者分配在堆中。

队列自旋锁

队列自旋锁遵守“谁先等待，谁先获取自旋锁”的原则。其过程和队列的“First inFirst out”特点非常类似，正是由于这个原因，这种自旋锁被称为“队列自旋锁”。

队列自旋锁的获取和释放

VOID KeAcquireInStackQueueSpinlock(
    IN PKSPIN_LOCK SpinLock,
	IN PKSPIN_QUEUE_HANDLE LockHandle
);

VOID KeReleaseInStackQueueSpinLock(
	IN PKLOCK_QUEUE_HANDLE LockHandle
);

队列自旋锁初始化

KSPIN_LOCK my_Queue_SpinLock = {0};
KeInitializeSpinLock( &my_Queue_SpinLock );

队列自旋锁的获取和释放

KLOCK_QUEUE_HANDLE my_lock_queue_handle;
KeAcquireInStackQueuedSpinLock(&my_Queue_SpinLock,&my_lock_queue_handle )；//do something
KeReleaseInStackQueueSpinLock( &my_Queue_SpinLock );

注意：

  1. 队列自旋锁的使用增加了一个 KLOCK_QUEUE_HANDLE 数据结构，这个数据结构唯一地表示一个队列自旋锁。
  2. 普通自旋锁和队列自旋锁虽然都是使用 KeInitializeSpinLock 函数来初始化的，但是对于一个初始化后的自旋锁，要么按普通自旋锁方式来使用，要么按队列自旋锁方式来使用，绝对不能混用。
本博客采用 知识共享署名-非商业性使用-相同方式共享 4.0 国际许可协议(CC BY-NC-SA 4.0) 发布.
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