18、自旋锁中的分层锁技术解析

自旋锁中的分层锁技术解析

1. 分层锁概述

在当今许多缓存一致性架构中，处理器通常被组织成集群。集群内的通信速度显著快于集群间的通信速度。例如，一个集群可能对应一组通过快速互连共享内存的处理器，或者对应多核架构中单个核心上运行的线程。分层锁（Hierarchical Locks）正是为了利用这种局部性差异而设计的，它考虑了架构的内存层次结构和访问成本。

为了简化讨论，我们假设架构具有两级内存层次结构，即由多个处理器集群组成，同一集群内的处理器通过共享缓存进行高效通信，而集群间的通信成本则高得多。同时，我们假设每个集群都有一个唯一的集群 ID，每个线程都可以通过 ThreadID.getCluster() 方法获取该 ID，并且线程不会在集群之间迁移。

2. 分层回退锁（Hierarchical Backoff Lock）

2.1 原理

测试 - 测试 - 设置（test–and–test–and–set）锁可以很容易地适应集群化环境。假设锁当前由线程 A 持有，如果 A 所在集群的线程具有更短的回退时间，那么当锁被释放时，本地线程比远程线程更有可能获取到锁，从而减少锁所有权切换所需的总时间。

2.2 代码实现

public class HBOLock implements Lock {
    private static final int LOCAL_MIN_DELAY = ...;
    private static final int LOCAL_MAX_DELAY = ...;
    pr