Java并发编程78讲--27 第27讲:什么是自旋锁?自旋的好处和后果是什么呢?

自旋锁是一种并发控制机制,它通过循环等待锁的释放来避免线程阻塞,减少了上下文切换的开销。在Java的AtomicLong等原子类中,自旋锁有广泛应用。然而,自旋锁也有其缺点,当锁被长时间持有时,自旋会消耗大量CPU资源。自旋锁适用于并发度不高且临界区较短的场景。

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在本课时我们主要讲解什么是自旋锁?以及使用自旋锁的好处和后果分别是什么呢?

什么是自旋

首先,我们了解什么叫自旋?“自旋”可以理解为“自我旋转”,这里的“旋转”指“循环”,比如 while 循环或者 for 循环。“自旋”就是自己在这里不停地循环,直到目标达成。而不像普通的锁那样,如果获取不到锁就进入阻塞。

对比自旋和非自旋的获取锁的流程

下面我们用这样一张流程图来对比一下自旋锁和非自旋锁的获取锁的过程。

首先,我们来看自旋锁,它并不会放弃 CPU 时间片,而是通过自旋等待锁的释放,也就是说,它会不停地再次地尝试获取锁,如果失败就再次尝试,直到成功为止。

我们再来看下非自旋锁,非自旋锁和自旋锁是完全不一样的,如果它发现此时获取不到锁,它就把自己的线程切换状态,让线程休眠,然后 CPU 就可以在这段时间去做很多其他的事情,直到之前持有这把锁的线程释放了锁,于是 CPU 再把之前的线程恢复回来,让这个线程再去尝试获取这把锁。如果再次失败,就再次让线程休眠,如果成功,一样可以成功获取到同步资源的锁。

可以看出,非自旋锁和自旋锁最大的区别,就是如果它遇到拿不到锁的情况,它会把线程阻塞,直到被唤醒。而自旋锁会不停地尝试。那么,自旋锁这样不停尝试的好处是什么呢?

自旋锁的好处

首先,阻塞和唤醒线程都是需要高昂的开销的,如果同步代码块中的内容不复杂,那么可能转换线程带来的开销比实际业务代码执行的开销还要大。

在很多场景下,可能我们的同步代码块的内容并不多,所以需要的执行时间也很短,如果我们仅仅为了这点时间就去切换线程状态,那么其实不如让线程不切换状态,而是让它自旋地尝试获取锁,等待其他线程释放锁,有时我只需要稍等一下,就可以避免上下文切换等开销,提高了效率。

用一句话总结自旋锁的好处,那就是自旋锁

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