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这篇CFSDN的博客文章Java锁之自旋锁详解由作者收集整理,如果你对这篇文章有兴趣,记得点赞哟.
锁作为并发共享数据,保证一致性的工具,在JAVA平台有多种实现(如 synchronized 和 ReentrantLock等等 ) 。这些已经写好提供的锁为我们开发提供了便利,但是锁的具体性质以及类型却很少被提及。本系列文章将分析JAVA下常见的锁名称以及特性,为大家答疑解惑.
1、自旋锁 。
自旋锁是采用让当前线程不停地的在循环体内执行实现的,当循环的条件被其他线程改变时 才能进入临界区。如下 。
public class SpinLock { 。
。
private AtomicReference<Thread> sign =new AtomicReference<>(),
public void lock(){ Thread current = Thread.currentThread(); while(!sign .compareAndSet(null, current)){ } } 。
public void unlock (){ Thread current = Thread.currentThread(); sign .compareAndSet(current, null); } } 。
。
使用了CAS原子操作,lock函数将owner设置为当前线程,并且预测原来的值为空。unlock函数将owner设置为null,并且预测值为当前线程.
当有第二个线程调用lock操作时由于owner值不为空,导致循环一直被执行,直至第一个线程调用unlock函数将owner设置为null,第二个线程才能进入临界区.
由于自旋锁只是将当前线程不停地执行循环体,不进行线程状态的改变,所以响应速度更快。但当线程数不停增加时,性能下降明显,因为每个线程都需要执行,占用CPU时间。如果线程竞争不激烈,并且保持锁的时间段。适合使用自旋锁.
注:该例子为非公平锁,获得锁的先后顺序,不会按照进入lock的先后顺序进行.
2.自旋锁的其他种类 。
上文我们讲到了自旋锁,在自旋锁中 另有三种常见的锁形式:TicketLock ,CLHlock 和MCSlock 。
Ticket锁主要解决的是访问顺序的问题,主要的问题是在多核cpu上
package com.alipay.titan.dcc.dal.entity,
。
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger,
public class TicketLock { private AtomicInteger serviceNum = new AtomicInteger(); private AtomicInteger ticketNum = new AtomicInteger(); private static final ThreadLocal<Integer> LOCAL = new ThreadLocal<Integer>(),
public void lock() { int myticket = ticketNum.getAndIncrement(); LOCAL.set(myticket); while (myticket != serviceNum.get()) { } 。
} 。
public void unlock() { int myticket = LOCAL.get(); serviceNum.compareAndSet(myticket, myticket + 1); } } 。
。
每次都要查询一个serviceNum 服务号,影响性能(必须要到主内存读取,并阻止其他cpu修改).
CLHLock 和MCSLock 则是两种类型相似的公平锁,采用链表的形式进行排序.
。
import java.util.concurrent.atomic.AtomicReferenceFieldUpdater,
。
public class CLHLock { public static class CLHNode { private volatile boolean isLocked = true; } 。
@SuppressWarnings("unused") private volatile CLHNode tail; private static final ThreadLocal<CLHNode> LOCAL = new ThreadLocal<CLHNode>(); private static final AtomicReferenceFieldUpdater<CLHLock, CLHNode> UPDATER = AtomicReferenceFieldUpdater.newUpdater(CLHLock.class, CLHNode.class, "tail"),
public void lock() { CLHNode node = new CLHNode(); LOCAL.set(node); CLHNode preNode = UPDATER.getAndSet(this, node); if (preNode != null) { while (preNode.isLocked) { } preNode = null; LOCAL.set(node); } } 。
public void unlock() { CLHNode node = LOCAL.get(); if (!UPDATER.compareAndSet(this, node, null)) { node.isLocked = false; } node = null; } } 。
。
CLHlock是不停的查询前驱变量, 导致不适合在NUMA 架构下使用(在这种结构下,每个线程分布在不同的物理内存区域) 。
MCSLock则是对本地变量的节点进行循环。不存在CLHlock 的问题.
。
import java.util.concurrent.atomic.AtomicReferenceFieldUpdater,
。
public class MCSLock { public static class MCSNode { volatile MCSNode next; volatile boolean isLocked = true; } 。
private static final ThreadLocal<MCSNode> NODE = new ThreadLocal<MCSNode>(); @SuppressWarnings("unused") private volatile MCSNode queue; private static final AtomicReferenceFieldUpdater<MCSLock, MCSNode> UPDATER = AtomicReferenceFieldUpdater.newUpdater(MCSLock.class, MCSNode.class, "queue"),
public void lock() { MCSNode currentNode = new MCSNode(); NODE.set(currentNode); MCSNode preNode = UPDATER.getAndSet(this, currentNode); if (preNode != null) { preNode.next = currentNode; while (currentNode.isLocked) { 。
} } } 。
public void unlock() { MCSNode currentNode = NODE.get(); if (currentNode.next == null) { if (UPDATER.compareAndSet(this, currentNode, null)) { 。
} else { while (currentNode.next == null) { } } } else { currentNode.next.isLocked = false; currentNode.next = null; } } } 。
。
从代码上 看,CLH 要比 MCS 更简单, 。
CLH 的队列是隐式的队列,没有真实的后继结点属性.
MCS 的队列是显式的队列,有真实的后继结点属性.
JUC ReentrantLock 默认内部使用的锁 即是 CLH锁(有很多改进的地方,将自旋锁换成了阻塞锁等等).
(全文完) 。
最后此篇关于Java锁之自旋锁详解的文章就讲到这里了,如果你想了解更多关于Java锁之自旋锁详解的内容请搜索CFSDN的文章或继续浏览相关文章,希望大家以后支持我的博客! 。
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