什么是Java自旋锁

目录

  • 1.自旋锁
  • 2.工作流程
  • 3.缺点
  • 4.实现原理
  • 5.自适应自旋
前言:
阻塞或唤醒一个Java线程需要操作系统切换CPU状态来完成,这种状态转换需要耗费处理器时间。如果同步代码块中的内容过于简单,状态转换消耗的时间有可能比用户代码执行的时间还要长。

1.自旋锁 在有些场景中,同步资源的锁定时间很短,为了这一小段时间去切换线程,线程挂起和恢复现场的花费可能会让系统得不偿失。
如果机器有多个CPU核心,能够让两个或以上的线程同时并行执行,我们就可以让后面那个请求锁的线程不放弃CPU的执行时间,看看持有锁的线程是否很快就会释放锁。
为了让当前线程“稍等一下”,我们需让当前线程进行自旋,如果在自旋完成后前面锁定同步资源的线程已经释放了锁,那么当前线程就可以不必阻塞而是直接获取同步资源,从而避免切换线程的开销。这就是自旋锁。

2.工作流程 什么是Java自旋锁
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3.缺点 自旋锁本身是有缺点的,它不能代替阻塞。自旋等待虽然避免了线程切换的开销,但它要占用处理器时间。
  • 如果锁被占用的时间很短,自旋等待的效果就会非常好;
  • 如果锁被占用的时间很长,那么自旋的线程只会白浪费处理器资源。
所以,自旋等待的时间必须要有一定的限度,如果自旋超过了限定次数没有成功获得锁,就应当挂起线程。(这个次数默认是10次,可以配置)

4.实现原理 自旋锁的实现原理同样也是CAS,AtomicInteger中调用unsafe进行自增操作的源码中的do-while循环就是一个自旋操作,如果修改数值失败则通过循环来执行自旋,直至修改成功。
public final int getAndAddInt (Object var1, Long var2, int var4) {int var5; do {var5 = this.getIntVolatile(var1, var2); } while( !this.compareAndSwapInt(var1, var2, var5, var5 + var4)); return var5; }


5.自适应自旋 自适应意味着自旋的时间(次数)不固定,而是由前一次在同一个锁上的自旋时间及锁的拥有者的状态来决定。
  • 如果在同一个锁对象上,自旋等待刚刚成功获得过锁,并且持有锁的线程正在运行中,那么虚拟机就会认为这次自旋也是很有可能再次成功,进而它将允许自旋等待持续相对更长的时间。
  • 如果对于某个锁,自旋很少成功获得过,那在以后尝试获取这个锁时将可能省略掉自旋过程,直接阻塞线程,避免浪费处理器资源。
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