編程好習慣：縮小鎖粒度提升併發效能

鎖粒度的兩個維度

多任務環境中，為避免競爭條件必須使用鎖（Mutex/關中斷）。良好習慣是讓上鎖範圍盡可能小，包含兩個維度：

• 時間維度：持有鎖的程式碼路徑長度
• 資源維度：一把鎖保護的資源範圍

時間維度：縮小關鍵區長度

反例：timer_init() 在檢查標記、初始化多個欄位、設定名稱等完整流程中持有鎖（第 123–145 行）。

優化：僅在「檢查標記 + 設定標記」這段不可分割的原子操作中持有鎖（第 123–130 行），其餘初始化邏輯移至解鎖後：

timer_lock();
if (TIMER_MARK == _handler->mark_) { timer_unlock(); return ERROR; }
_handler->mark_ = TIMER_MARK;  // 佔位，防止重入
timer_unlock();
// ... 耗時的欄位初始化、字串複製等 ...

效益：縮短鎖持有時間，減少其他任務阻塞機率，提升系統即時性與吞吐量。

資源維度：專鎖專用

若模組存取獨立資源 A、B，部分函式只用 A，部分只用 B，部分兩者都用。應設計兩把獨立鎖：

• lock_A() 保護資源 A
• lock_B() 保護資源 B
• 需同時存取 A、B 時，按固定順序（如先 A 後 B）雙重加鎖，避免死結

錯誤做法：單一大鎖保護所有資源，導致只存取 A 的任務也被存取 B 的任務阻塞。

資源維度細分最終服務於時間維度：縮小單一資源的鎖爭用範圍，降低平均等待時間。

實務檢查清單

1. 關鍵區是否包含 I/O、記憶體配置、日誌輸出等慢速操作？→ 移出
2. 是否在迴圈內持有鎖？→ 縮小至單次迭代或移出
3. 多資源是否共用一把鎖？→ 拆分為細粒度鎖
4. 鎖順序是否固定？→ 文件化並強制執行

核心原則

「鎖越粗，併發度越低；鎖越細，複雜度越高。在正確性前提下，找到平衡點。」