【java】【高并发】自旋锁

一、什么是自旋锁？

自旋锁与互斥锁类似，通过“自旋”使当前线程不放弃CPU时间片，而是忙等待，直到锁的持有者释放了要获取的锁，所以可见“自旋锁”是一种非阻塞锁。

在叙述一下，阻塞锁，当一个线程A在获取到锁时，再有线程B试图获取锁时，那么线程B将会挂起（阻塞）；而自旋锁是，当线程B试图获取锁时，如果获取不到，则处于自旋，不释放CPU资源，减少线程上下文切换开销，以便当线程A释放锁，直接运行。

二、自旋锁可能引起的问题：

1.过多占据CPU时间：如果锁的当前持有者长时间不释放该锁，那么等待者将长时间的占据cpu时间片，导致CPU资源的浪费，因此可以设定一个时间，当锁持有者超过这个时间不释放锁时，等待者会放弃CPU时间片阻塞；

2.死锁问题：试想一下，有一个线程连续两次试图获得自旋锁（比如在递归程序中），第一次这个线程获得了该锁，当第二次试图加锁的时候，检测到锁已被占用（其实是被自己占用），那么这时，线程会一直等待自己释放该锁，而不能继续执行，这样就引起了死锁。因此递归程序使用自旋锁应该遵循以下原则：递归程序决不能在持有自旋锁时调用它自己，也决不能在递归调用时试图获得相同的自旋锁。

三、JAVA中一种自旋锁的实现

package com.test.lock;
 
// 锁接口
public interface Lock {
    public void lock();
    
    public void unlock();
}
 
 
 
 
package com.test.lock;
 
import java.util.concurrent.atomic.AtomicBoolean;
 
/**
 * 测试-设置自旋锁，使用AtomicBoolean原子变量保存状态
 * 每次都使用getAndSet原子操作来判断锁状态并尝试获取锁
 * 缺点是getAndSet底层使用CAS来实现，一直在修改共享变量的值，会引发缓存一致性流量风暴
 * **/
public class TASLock implements Lock{
	private AtomicBoolean mutex = new AtomicBoolean(false);
	
	@Override
	public void lock() {
		// getAndSet方法会设置mutex变量为true，并返回mutex之前的值
		// 当mutex之前是false时才返回，表示获取锁
		// getAndSet方法是原子操作，mutex原子变量的改动对所有线程可见
		while(mutex.getAndSet(true)){
			
		}
	}
 
	@Override
	public void unlock() {
		mutex.set(false);
	}
 
	public String toString(){
		return "TASLock";
	}
}