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Java自旋锁

一江溪水  人气:0

前言:

阻塞或唤醒一个Java线程需要操作系统切换CPU状态来完成,这种状态转换需要耗费处理器时间。如果同步代码块中的内容过于简单,状态转换消耗的时间有可能比用户代码执行的时间还要长。

1.自旋锁

在有些场景中,同步资源的锁定时间很短,为了这一小段时间去切换线程,线程挂起和恢复现场的花费可能会让系统得不偿失。

如果机器有多个CPU核心,能够让两个或以上的线程同时并行执行,我们就可以让后面那个请求锁的线程不放弃CPU的执行时间,看看持有锁的线程是否很快就会释放锁。

为了让当前线程“稍等一下”,我们需让当前线程进行自旋,如果在自旋完成后前面锁定同步资源的线程已经释放了锁,那么当前线程就可以不必阻塞而是直接获取同步资源,从而避免切换线程的开销。这就是自旋锁。

2.工作流程

3.缺点

自旋锁本身是有缺点的,它不能代替阻塞。自旋等待虽然避免了线程切换的开销,但它要占用处理器时间。

所以,自旋等待的时间必须要有一定的限度,如果自旋超过了限定次数没有成功获得锁,就应当挂起线程。(这个次数默认是10次,可以配置)

4.实现原理

自旋锁的实现原理同样也是CAS,AtomicInteger中调用unsafe进行自增操作的源码中的do-while循环就是一个自旋操作,如果修改数值失败则通过循环来执行自旋,直至修改成功。

public final int getAndAddInt (Object var1, Long var2, int var4) {
    int var5;
    do {
        var5 = this.getIntVolatile(var1, var2);
    } while( !this.compareAndSwapInt(var1, var2, var5, var5 + var4));
    
    return var5;
}

5.自适应自旋

自适应意味着自旋的时间(次数)不固定,而是由前一次在同一个锁上的自旋时间及锁的拥有者的状态来决定。

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