뮤텍스와 스핀락은 C++에서 동시성을 다루는 데 중요한 개념입니다. 이 두 가지의 사용 및 성능에 대해 비교해보겠습니다.

뮤텍스 (Mutex)

뮤텍스는 여러 스레드가 공유 자원에 접근하는 것을 조절하기 위한 동기화 메커니즘입니다. 뮤텍스를 사용하면, 한 스레드가 뮤텍스를 획득하고 있으면 다른 스레드들은 해당 뮤텍스를 획득할 때까지 대기해야 합니다.

예제 코드:

#include <mutex>

std::mutex mtx;
mtx.lock(); // 임계 영역에 들어가기 전에 뮤텍스를 획득
// 임계 영역 처리
mtx.unlock(); // 임계 영역을 벗어나고 나서 뮤텍스를 해제

스핀락 (Spinlock)

스핀락은 뮤텍스와 비슷한 목적을 가지고 있지만, 다른 동작 방식을 가지고 있습니다. 스핀락은 뮤텍스를 얻을 때까지 계속해서 반복문을 돌며 뮤텍스가 해제될 때까지 기다리는 방식입니다. 이는 뮤텍스를 기다리는 사이에 다른 프로세스 또는 스레드를 실행할 수 있게 하는 것보다 CPU를 낭비하는 단점을 가지고 있습니다.

예제 코드:

#include <atomic>

std::atomic_flag flag = ATOMIC_FLAG_INIT;
while (flag.test_and_set(std::memory_order_acquire)) {} // 락 얻을 때까지 루프
// 임계 영역 처리
flag.clear(std::memory_order_release); // 락 해제

결론

뮤텍스는 자원을 부정적으로 소비하지 않고 여러 스레드 간 동기화를 달성하는 데에 적합합니다. 스핀락은 뮤텍스와 비교했을 때 성능 면에서 일정한 장벽을 가지고 있으나, 무결정한 시간 동안 대기할 수 있는 환경에서 더 나은 성능을 보일 수 있습니다.

참조:

• https://en.cppreference.com/w/cpp/thread/mutex
• https://en.cppreference.com/w/cpp/atomic/atomic_flag