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锁竞争带来的排队延迟.docx
资料介绍
什么是锁竞争与排队延迟
在多线程并发编程、多进程资源调度场景中，锁是用来保证共享资源互斥访问的核心同步机制。当多个执行单元（线程、进程）同时尝试获取同一把锁时，只有一个执行单元能够成功持有锁，其余执行单元都需要进入等待队列排队等候，这个过程就会产生锁竞争，而线程/进程因为等待锁释放所耗费的时间，就是锁竞争带来的排队延迟。
简单来说，排队延迟的本质就是：多个任务抢同一个稀缺资源（被锁保护的共享资源），没抢到的任务只能停下来等，白白浪费掉的执行时间就是排队延迟。锁竞争越激烈，等待的任务越多，排队延迟就越长，最终会导致整个系统的吞吐量下降、响应时间变长。
锁竞争排队延迟产生的核心原因
1. 共享资源的互斥性要求
锁设计的初衷就是保证同一时间只有一个执行单元访问共享资源，比如修改同一个全局变量、操作同一个文件句柄、更新同一条数据库记录，这种互斥性本身就决定了同一时刻多个请求必然只能有一个成功，剩下的必须排队。互斥性是锁存在的基础，也是排队延迟不可避免的根源。
2. 锁持有时间过长
如果持有锁的执行单元，在锁范围内执行了耗时较长的操作，比如锁内做IO读写、复杂计算、远程调用，就会导致锁被长时间占用，后面排队的所有等待线程都会拉长等待时间，放大排队延迟。举个简单例子：数据库的行锁，如果一个事务拿到行锁之后，执行10秒的业务逻辑才提交事务释放锁，那么后面所有想要修改这一行记录的请求，都至少要排队等10秒，排队延迟被显著放大。
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