问pthread_spinlock是否会导致从用户空间切换到内核空间

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这取决于实现方式，官方并不保证pthread_spin_lock会留在用户空间。在实践中，在具有CAS指令的系统上(即大多数商品SMP系统)，通常会出现这种情况。

下面是指向x86、x86-64、ia64、sparc32、sparc64、PPC、SH4和general case的glibc实现的链接，所有这些都基于CAS循环。

同样，不能保证特定的std::atomic实现不会进入内核，但在实践中，特别是当std::atomic<T>::is_lock_free()返回true时，它将在原子指令的帮助下在用户空间中实现。

还要注意，在现代Linux中，pthread_mutex_lock是使用futex实现的，即“用户空间互斥锁”，在非争用的情况下，它仍然留在用户空间。只有当存在争用或需要保留更多虚拟内存时，malloc才会转到内核。

话虽如此，自旋锁是否是同步的正确选择是一个更广泛的问题，它取决于更多因素，而不仅仅是系统调用。正如在this question中所解释的，当争用状态非常短时，它在真正的SMP情况下很有用。大部分性能优势来自上下文切换和调度方面的节省。

一些互斥实现(例如Windows临界区)是混合的:它们会先旋转一段时间，然后才会转到基于syscall的锁。