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java鎖的種類以及辨析(一):自旋鎖

作者:山雞

鎖作為併發共享資料,保證一致性的工具,在JAVA平臺有多種實現(如 synchronized 和 ReentrantLock等等 ) 。這些已經寫好提供的鎖為我們開發提供了便利,但是鎖的具體性質以及型別卻很少被提及。本系列文章將分析JAVA下常見的鎖名稱以及特性,為大家答疑解惑。

1、自旋鎖

自旋鎖是採用讓當前執行緒不停地的在迴圈體內執行實現的,當迴圈的條件被其他執行緒改變時 才能進入臨界區。如下

public class SpinLock {

  private AtomicReference<Thread> sign =new AtomicReference<>();

  public void lock(){
    Thread current = Thread.currentThread();
    while(!sign .compareAndSet(null, current)){
    }
  }

  public void unlock (){
    Thread current = Thread.currentThread();
    sign .compareAndSet(current, null);
  }
}

使用了CAS原子操作,lock函式將owner設定為當前執行緒,並且預測原來的值為空。unlock函式將owner設定為null,並且預測值為當前執行緒。

當有第二個執行緒呼叫lock操作時由於owner值不為空,導致迴圈一直被執行,直至第一個執行緒呼叫unlock函式將owner設定為null,第二個執行緒才能進入臨界區。

由於自旋鎖只是將當前執行緒不停地執行迴圈體,不進行執行緒狀態的改變,所以響應速度更快。但當執行緒數不停增加時,效能下降明顯,因為每個執行緒都需要執行,佔用CPU時間。如果執行緒競爭不激烈,並且保持鎖的時間段。適合使用自旋鎖。

注:該例子為非公平鎖,獲得鎖的先後順序,不會按照進入lock的先後順序進行。