参考:http://ifeve.com/java_lock_see1/
最近在看并发方面的知识,然后就看到锁这一块了,发现锁这一块的概念太多了,今天就简单的谈谈自旋锁。
一.自旋锁
- 概念:自旋锁就是当线程获取不到资源时,不是进入阻塞状态,而是让当前的线程不停的在执行空循环,直到循环条件被其他线程改变,进入临界区
- 实现
package com.eden.coreLearn.thread.lock; import java.util.concurrent.TimeUnit; import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference; import org.junit.Test; /** * 自旋锁:就是拿不到锁的对象一直处于循环中,直到或得锁,退出循环<br> * 当前cocurrent包下面的原子操作类都用到了自旋锁,适用于占用锁时间很短的情况<br> * 自旋锁将当前线程不停的执行循环体,不进行线程状态的改变,所以响应速度快。但是<br> * 当线程数不停增加时,性能下降明显,因为每个线程都要执行,占用CPU时间。如果线程竞争不激烈<br> * 并且保持锁的时间段。适合使用自旋锁<br> * 自旋锁是非公平锁 * * @author eden.ding1991@gmail.com 2016年7月13日 下午9:09:37 */ public class SpinLock { private AtomicReference<Thread> sign = new AtomicReference<Thread>(); public void lock() { Thread current = Thread.currentThread(); //期望当前线程是null while (!sign.compareAndSet(null, current)) { // System.out.println("####" + current.getName()); } } public void unlock() { Thread current = Thread.currentThread(); sign.compareAndSet(current, null); } @Test public void testSpinLock() throws InterruptedException { SpinLock lock = new SpinLock(); Student student = new Student(lock); for (int i = 0; i < 100; i++) { new Thread(new SpinThread(student), i + "").start(); } TimeUnit.SECONDS.sleep(3); } public class SpinThread implements Runnable { private Student student; public SpinThread(Student student) { this.student = student; } @Override public void run() { student.addAge();//加自旋锁 // student.addAge2(); } public void setStudent(Student student) { this.student = student; } } public class Student { private volatile int age = 0; private String name; private SpinLock lock; public Student(SpinLock lock) { this.lock = lock; } public void addAge2() { this.age++; System.out.println(String.format("age=%s", age)); } public void addAge() { lock.lock(); // System.out.println(Thread.currentThread().getName()); this.age = this.age + 1; System.out.println(String.format("age=%s", age)); lock.unlock(); } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } } }
- 如上,使用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设置为空并且预测原来的值为当前线程
- 综上,可以看出,第一个线程持有锁时,预测原来的线程为null,即刚开始是没有线程持有锁的,预测正确,则将owner设置为当前线程,so 当前线程正常获得锁,第二个线程调用lock,预测当前线程为null,显然此时预测不对,while (!sign.compareAndSet(null, current)) (!sign.compareAndSet(null, current)) ,所以上述代码就会一直空跑循环,导致第二个线程无法往下执行(即无法进入临界区);直到第一个线程调用unlock,会将当前锁的owner改为null,此时第二个线程就会获得锁,进入临界区执行自己的代码
- 优点:由于自旋锁不改变线程的状态,所以线程的运行会比较快
- 缺点:也很明显,当线程数比较多时,会有较多的线程占用CPU空跑,影响其他线程获取CPU资源,导致系统性能下降
- 使用场景:锁竞争不激烈且占用锁的时间较短的场景,如jdk中的Atomic类
- 从上面代码实现可以看出,最先申请锁的线程不一定会最先获得锁,而是存在竞争的过程,具有随机性,所以上述自旋锁并不是公平锁(自选锁也有公平锁的实现,见下一节)