java锁之自旋锁代码验证

本文介绍了Java中的SpinLockDemo,通过AtomicReference实现自旋锁,演示了其无阻塞获取锁的过程,并在多线程环境下展示了其使用场景。自旋锁有助于减少上下文切换,但可能消耗CPU资源。

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import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference;

/**
 * Created by cute coder
 * 2021/9/5 10:44
 */
public class SpinLockDemo {
    /**
     * 自旋锁 好处:循环获取锁,没有阻塞
     * 是指尝试获取锁的线程不会立即阻塞,而是采取循环的方式去获取锁,这样的好处是减少线程上下文切换的消耗,缺点是会消耗cpu
     */
    AtomicReference<Thread> atomicReference = new AtomicReference<>();

    public void myLock() {
        Thread thread = Thread.currentThread();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t come in");
        while (!atomicReference.compareAndSet(null, thread)) {

        }

    }

    public void myUnlock() {
        Thread thread = Thread.currentThread();
        atomicReference.compareAndSet(thread, null);
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t invoke myUnlock");
    }

    public static void main(String[] args) {
        SpinLockDemo spinLockDemo = new SpinLockDemo();
        new Thread(() -> {
            spinLockDemo.myLock();
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            spinLockDemo.myUnlock();
        }, "AA").start();
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        new Thread(() -> {
            spinLockDemo.myLock();
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            spinLockDemo.myUnlock();
        }, "BB").start();
    }
}

### Redis 自旋锁的实现与使用 #### 1. 原理概述 Redis 自旋锁是一种基于 Redis 的分布式机制,它通过不断尝试获取的方式实现在高并发环境下的同步控制。自旋锁的核心在于允许线程在一个有限的时间范围内反复尝试获取,而不是立即放弃并进入阻塞状态[^1]。 #### 2. 实现方式 以下是 Redis 自旋锁的一种典型实现逻辑: - **加操作**:通过 `SET` 命令设置键值对,并指定过期时间以防止死。 - **解操作**:验证当前持有的客户端 ID 是否匹配,如果匹配则删除对应的键。 - **自旋过程**:当无法立刻获得时,程序会在一定时间内重复调用加操作直到成功或者达到最大重试次数。 下面是一个 Java 版本的 Redis 自旋锁实现示例[^3]: ```java public Boolean lock(String key, long expireTime, Long timeout) { String requestId = UUID.randomUUID().toString(); Long start = System.currentTimeMillis(); while (true) { Boolean ret = redisTemplate.opsForValue() .setIfAbsent(key, requestId, expireTime, TimeUnit.SECONDS); if (ret != null && ret) { return true; } // 如果超过设定的最大等待时间,则退出循环 if ((System.currentTimeMillis() - start) >= timeout) { return false; } try { Thread.sleep(10); // 设置短暂休眠减少 CPU 占用率 } catch (InterruptedException e) { Thread.currentThread().interrupt(); } } } ``` 上述代码展示了如何构建一个带超时功能的自旋锁。其中 `UUID.randomUUID()` 方法用于生成唯一的请求标识符;`Thread.sleep(10)` 则是为了降低频繁轮询带来的性能开销。 对于 PHP 用户而言,可以参照如下代码片段来理解其工作流程[^2]: ```php $redisLock = Redis::lock('key', 'value', 5); try { if (!$redisLock->acquire()) { throw new Exception('未能获取'); } // 执行业务逻辑... } finally { $redisLock->release(); // 确保最终释放 } ``` 此段脚本演示了简单的定和解动作,而更复杂的场景可能涉及多次尝试(即所谓的“自旋”),以及异常处理等内容。 #### 3. 应用注意事项 在实际部署过程中需要注意以下几个方面: - **粒度的选择**: 定范围越小越好,这样既能保护共享资源又不会影响其他部分的操作效率; - **超时时间配置**: 合适的超时期限有助于预防潜在的死现象发生; - **竞争激烈程度评估**: 高频次访问可能导致大量无效查询增加服务器负担,需谨慎调整自旋频率及时长。 --- 问题
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