什么时候用 Java 自旋锁?

最新推荐文章于 2025-06-18 00:15:00 发布
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分类专栏： Java并发 文章标签： Java并发
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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/wushexin/article/details/50762136
本文详细解析了自旋锁的概念、优势及应用，指出其在避免线程上下文切换方面的重要作用，同时强调了在使用自旋锁时权衡等待时间和CPU消耗的必要性。通过对比自旋锁与等待机制的性能差异，提出了优化策略以提高程序整体性能。

 所谓自旋锁即死循环去尝试获得锁，直到成功为止。

它的最大的好处，可以避免线程上下文切换。（须知Java线程上下文切换，需要操作系统由用户态到内核态的切换，性能慢是可想而知的）

但是自旋锁也有个不好之处在于，无线死循环消耗CPU, 因而如果等待时间很短就可以获得锁，那么就可以提升程序整体性能。但是如果长时间得不到锁，那得不偿失。还是用wait,让线程上下文切换来工作吧。

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？
g_z_q_的博客
03-01 367
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。
[RTOS/操作系统面试题] 什么是自旋锁？自旋锁工作原理？自旋锁的特点？自旋锁的应用有哪些？
小超嵌入式笔记
09-05 518
自旋锁是多线程和多任务编程中的一种重要同步机制，特别适用于需要快速访问共享资源的场景。通过合理使用自旋锁，可以提高程序的效率和响应速度。希望这些信息对你有所帮助！
java自旋锁_Java线程 - CAS自旋锁(spin-lock)
weixin_34666364的博客
02-12 1011
一、自旋锁提出的背景由于在多处理器系统环境中有些资源因为其有限性，有时需要互斥访问(mutual exclusion)，这时会引入锁的机制，只有获取了锁的进程才能获取资源访问。即是每次只能有且只有一个进程能获取锁，才能进入自己的临界区，同一时间不能两个或两个以上进程进入临界区，当退出临界区时释放锁。设计互斥算法时总是会面临一种情况，即没有获得锁的进程怎么办？通常有2种处理方式。一种是没有获得锁的调...
看完你就明白的锁系列之自旋锁
程序员cxuan的个人主页
10-15 4522
看完你就明白的锁系列之自旋锁 在上一篇文章 看完你就应该能明白的悲观锁和乐观锁 中我们已经学习到了什么是悲观锁和乐观锁、悲观锁和乐观锁的实现、优缺点分别是什么。其中乐观锁的实现之一 CAS 算法中提到了一个自旋锁的概念，为了全面理解 CAS 算法就首先需要了解一下自旋锁 是什么，自旋锁的适用场景和优缺点分别是什么，别着急，下面为你一一列举。 自旋锁的提出背景 由于在多处理器环境中某些资源的有限性，...
java实现自旋锁（附带源码）
欢迎来到我的博客！这里是一个专注于计算机技术的分享平台，涵盖编程开发、算法研究、系统架构、软件工程等多个领域。无论你是初学者还是资深开发者，都能在这里找到有价值的内容。
06-18 1012
java实现自旋锁（附带源码）
面试必备之深入理解自旋锁
weixin_33995481的博客
07-27 3393
分享一个我自己总结的Java学习的系统知识点以及面试问题，目前已经开源，会一直完善下去，欢迎建议和指导欢迎Star： https://github.com/Snailclimb/Java-Guide 本文出自：http://blog.onlycatch.com/post/自旋锁我对原文做了一点补充与修改，我觉得这篇文章写的非常非常好。深...
多线程（73）什么时候应该使用自旋锁而不是阻塞锁
qq_43012298的博客
04-26 562
在Java中，自旋锁并不是语言内置的一种锁机制，而阻塞锁例如是Java并发包中提供的一种锁机制。但是，可以使用Java中的原子类（如）来模拟自旋锁的行为。接下来，我将深入探讨何时使用自旋锁而不是阻塞锁，并通过Java代码示例演示自旋锁的实现。
自旋锁原理及java自旋锁
sunp823的专栏
11-17 655
一、自旋锁的概念 首先是一种锁，与互斥锁相似，基本作用是用于线程（进程）之间的同步。与普通锁不同的是，一个线程A在获得普通锁后，如果再有线程B试图获取锁，那么这个线程B将会挂起（阻塞）；试想下，如果两个线程资源竞争不是特别激烈，而处理器阻塞一个线程引起的线程上下文的切换的代价高于等待资源的代价的时候（锁的已保持者保持锁时间比较短），那么线程B可以不放弃CPU时间片，而是在“原地”忙等，直到锁的持...
深入理解java自旋锁
08-25
深入理解Java自旋锁 Java自旋锁是一种锁机制，用于解决多线程之间的变量同步问题。自旋锁的实现是基于CAS（Compare And Swap）算法的，它可以在不使用锁的情况下实现多线程之间的变量同步。 自旋锁的定义是指当一...
java 自旋锁实现
weixin_35756892的博客
01-14 604
Java 中可以使用 java.util.concurrent.atomic 包中的 AtomicInteger 类来实现自旋锁。例如： AtomicIntegerlock = new AtomicInteger(1); void acquireLock() { while (!lock.compareAndSet(1, 0)) { // busy wait } ...
Java锁之自旋锁详解
09-04
Java中的自旋锁是一种在多线程环境下用于同步和控制并发访问共享资源的机制。它在并发编程中扮演着重要角色，特别是在高并发系统中。自旋锁的基本思想是，当一个线程试图获取锁而该锁已被其他线程持有时，这个线程并...
java 自旋锁
面朝大海，春暖花开
12-20 244
https://www.bilibili.com/video/BV1iy4y1Y7aa?p=50https://www.bilibili.com/video/BV1iy4y1Y7aa?p=50视频讲解 循环访问 循环探查 多次去看 -自旋
java锁的种类以及辨析——自旋锁
hgh813210的专栏
08-31 619
java锁的种类以及辨析（一）：自旋锁 锁作为并发共享数据，保证一致性的工具，在JAVA平台有多种实现(如 synchronized 和 ReentrantLock等等 ) 。这些已经写好提供的锁为我们开发提供了便利，但是锁的具体性质以及类型却很少被提及。本系列文章将分析JAVA下常见的锁名称以及特性，为大家答疑解惑。 1、自旋锁 自旋锁是采用让当前线程不停地的在循环体内执行
Java 自旋锁
c3VueXVl的博客
08-12 322
使用 while 循环等待其他锁释放，而不是让出 CPU 时间片。（使用原子操作 CAS - atomic 类型数据） 可以减少线程切换，但可能长时间占用等待。（不可重入自旋锁、可重入自旋锁） 不可重入自旋锁 // 自旋锁，不可重入。因为如果同意线程，即run方法中，多次调用lock，则会死锁 class SpinLock { AtomicReference<Thread>...
java自旋锁
weixin_47503016的博客
07-06 473
Java自旋锁（Spin Lock）是一种用于多线程同步的锁机制，通过反复检查某个条件（通常是一个共享变量的状态）而不是挂起线程来实现锁的获取。自旋锁的核心思想是让线程在尝试获取锁时保持活动状态，即进行“自旋”，以期望在短时间内锁能够被释放，从而避免线程上下文切换的开销。
偏向锁和自旋锁？
最新发布
08-05
<think>我们正在讨论偏向锁和自旋锁的区别及应用场景。根据引用内容： - 偏向锁：适用于无竞争或同一线程多次获取锁的场景，通过减少同步操作提升性能。 - 自旋锁：在锁被占用时，线程不立即阻塞而是循环等待（自旋），避免线程切换开销，适用于锁占用时间短的场景。 现在，我将整理两者的对比表格，然后分别解释其原理、区别和适用场景，最后给出代码示例和选择建议。</think>### Java并发编程中偏向锁与自旋锁的区别及应用场景 #### 一、核心区别对比 | **特性** | **偏向锁 (Biased Locking)** | **自旋锁 (Spin Lock)** | |-------------------|-----------------------------------------------|-------------------------------------------| | **优化目标** | 减少无竞争时的锁获取开销 | 减少线程阻塞/唤醒开销 | | **工作原理** | 记录第一个获取锁的线程ID，后续直接访问[^1] | 循环检测锁状态（while循环）[^2] | | **锁状态** | 属于对象头Mark Word的特殊状态 | 无特定状态，是一种等待策略 | | **升级路径** | 无竞争→偏向锁→轻量级锁→重量级锁 | 不改变锁状态，是重量级锁的等待策略 | | **适用场景** | 单线程重复获取锁的场景 | 锁持有时间极短（<纳秒级）的场景 | | **资源消耗** | 几乎零开销（无CAS操作） | CPU占用高（空转消耗CPU周期） | | **JDK版本** | Java 6+ | 所有版本 | | **禁用方式** | `-XX:-UseBiasedLocking` | `-XX:+PreBlockSpin`（调整自旋次数） | #### 二、实现原理详解 1. **偏向锁工作原理** ```mermaid graph LR A[线程首次获取锁] --> B[对象头记录线程ID] B --> C[进入偏向模式] C --> D{同一线程再次请求} D -->|是| E[直接访问无需同步] D -->|否| F[升级为轻量级锁] ``` - 通过对象头Mark Word存储线程ID（23位）和epoch（2位） - 同一线程再次获取锁时跳过CAS操作[^1] 2. **自旋锁实现机制** ```java // 伪代码实现 while (!tryAcquireLock()) { // 空循环消耗CPU周期 int spinCount = 0; while (spinCount++ < MAX_SPINS && !lockAvailable()) { // 空转等待 } // 超过自旋上限后加入等待队列 enqueue(currentThread); } ``` - 默认自旋次数：JDK 6前固定10次，JDK 6+启用自适应自旋（JVM动态调整） #### 三、适用场景对比 | **场景类型** | **推荐锁类型** | **原因说明** | |---------------------------|----------------|----------------------------------------------| | 单线程重复操作（如初始化）| 偏向锁 | 避免无谓的CAS操作开销[^1] | | 短时同步块（<10ns） | 自旋锁 | 避免线程切换开销（约5-10μs）[^2] | | 高并发读写（如缓存） | 自旋锁 | 减少上下文切换提升吞吐量 | | 长时间临界区（>1ms） | 禁用自旋锁 | 防止CPU空转浪费资源 | | 线程竞争激烈场景 | 禁用偏向锁 | 锁撤销开销 > 优化收益（默认开启）[^1] | #### 四、代码示例分析 ```java // 偏向锁优势场景 public class Singleton { private static Singleton instance; public synchronized static Singleton getInstance() { if (instance == null) { instance = new Singleton(); // 初始化后偏向锁生效 } return instance; // 后续调用直接访问 } } // 自旋锁适用场景 AtomicInteger counter = new AtomicInteger(0); void increment() { int current; do { current = counter.get(); // 自旋直到CAS成功（适用于高并发计数） } while (!counter.compareAndSet(current, current + 1)); } ``` #### 五、最佳实践建议 1. **启用偏向锁的条件** - 确定单线程主导场景（如事件分发线程） - 添加JVM参数：`-XX:BiasedLockingStartupDelay=0`（禁用4秒延迟） 2. **自旋锁调优策略** ```bash # 调整自旋参数（JDK 6+） -XX:PreBlockSpin=20 # 设置最大自旋次数 -XX:+UseSpinning # 显式启用自旋 ``` 3. **场景化选择指南** | **场景** | **推荐方案** | |---------------------------|----------------------------| | 单线程循环访问 | 偏向锁 | | 微秒级操作（计数器） | CAS自旋 + Atomic类 | | 毫秒级操作（数据库连接） | 重量级锁 + 阻塞队列 | | 不可预测的竞争 | 禁用偏向锁（默认） | > **性能陷阱**：在容器环境（如Docker）中，偏向锁可能因线程ID复用导致性能下降，需通过`-XX:-UseBiasedLocking`显式禁用。 #### 六、锁升级流程 ```mermaid graph TB A[无锁状态] -->|线程首次获取| B[偏向锁] B -->|其他线程竞争| C[轻量级锁] C -->|自旋失败/长时间等待| D[重量级锁] D -->|线程阻塞| E[操作系统调度] ``` ---
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