什么是自旋锁？自旋的好处和后果是什么呢？

什么是自旋

“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

自旋和非自旋的获取锁的流程

自旋锁，它并不会放弃 CPU 时间片，而是通过自旋等待锁的释放，也就是说，它会不停地再次地尝试获取锁，如果失败就再次尝试，直到成功为止

非自旋锁，非自旋锁和自旋锁是完全不一样的，如果它发现此时获取不到锁，它就把自己的线程切换状态，让线程休眠，然后 CPU 就可以在这段时间去做很多其他的事情，直到之前持有这把锁的线程释放了锁，于是 CPU 再把之前的线程恢复回来，让这个线程再去尝试获取这把锁。如果再次失败，就再次让线程休眠，如果成功，一样可以成功获取到同步资源的锁

非自旋锁和自旋锁最大的区别，就是如果它遇到拿不到锁的情况，它会把线程阻塞，直到被唤醒。而自旋锁会不停地尝试

自旋锁的好处

阻塞和唤醒线程都是需要高昂的开销的，如果同步代码块中的内容不复杂，那么可能转换线程带来的开销比实际业务代码执行的开销还要大

在很多场景下，可能我们的同步代码块的内容并不多，所以需要的执行时间也很短，如果我们仅仅为了这点时间就去切换线程状态，那么其实不如让线程不切换状态，而是让它自旋地尝试获取锁，等待其他线程释放锁，有时我只需要稍等一下，就可以避免上下文切换等开销，提高了效率

自旋锁的好处，那就是自旋锁用循环去不停地尝试获取锁，让线程始终处于 Runnable 状态，节省了线程状态切换带来的开销

AtomicLong 的实现
在 Java 1.5 版本及以上的并发包中，也就是 java.util.concurrent 的包中，里面的原子类基本都是自旋锁的实现

看一个 AtomicLong 的实现，里面有一个 getAndIncrement 方法，源码如下

public final long getAndIncrement() {return unsafe.getAndAddLong(this, valueOffset, 1L);
}

可以看到它调用了一个 unsafe.getAndAddLong，所以我们再来看这个方法

public final long getAndAddLong (Object var1,long var2, long var4){long var6;do {var6 = this.getLongVolatile(var1, var2);} while (!this.compareAndSwapLong(var1, var2, var6, var6 + var4));return var6;
}

在这个方法中，它用了一个 do while 循环。这里就很明显了

do {var6 = this.getLongVolatile(var1, var2);
}
while (!this.compareAndSwapLong(var1, var2, var6, var6 + var4));

这里的 do-while 循环就是一个自旋操作，如果在修改过程中遇到了其他线程竞争导致没修改成功的情况，就会 while 循环里进行死循环，直到修改成功为止

实现一个可重入的自旋锁示例

import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference;
import java.util.concurrent.locks.Lock;/*** 描述：实现一个可重入的自旋锁*/
public class ReentrantSpinLock  {private AtomicReference<Thread> owner = new AtomicReference<>();//重入次数private int count = 0;public void lock() {Thread t = Thread.currentThread();if (t == owner.get()) {++count;return;}//自旋获取锁while (!owner.compareAndSet(null, t)) {System.out.println("自旋了");}}public void unlock() {Thread t = Thread.currentThread();//只有持有锁的线程才能解锁if (t == owner.get()) {if (count > 0) {--count;} else {//此处无需CAS操作，因为没有竞争，因为只有线程持有者才能解锁owner.set(null);}}}public static void main(String[] args) {ReentrantSpinLock spinLock = new ReentrantSpinLock();Runnable runnable = new Runnable() {@Overridepublic void run() {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "开始尝试获取自旋锁");spinLock.lock();try {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "获取到了自旋锁");Thread.sleep(4000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} finally {spinLock.unlock();System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "释放了了自旋锁");}}};Thread thread1 = new Thread(runnable);Thread thread2 = new Thread(runnable);thread1.start();thread2.start();}
}

这段代码的运行结果是

...
自旋了
自旋了
自旋了
自旋了
自旋了
自旋了
自旋了
自旋了
Thread-0释放了了自旋锁
Thread-1获取到了自旋锁

前面会打印出很多“自旋了”，说明自旋期间，CPU依然在不停运转

自旋的缺点

它最大的缺点就在于虽然避免了线程切换的开销，但是它在避免线程切换开销的同时也带来了新的开销，因为它需要不停得去尝试获取锁。如果这把锁一直不能被释放，那么这种尝试只是无用的尝试，会白白浪费处理器资源。也就是说，虽然一开始自旋锁的开销低于线程切换，但是随着时间的增加，这种开销也是水涨船高，后期甚至会超过线程切换的开销，得不偿失

适用场景

自旋锁适用于并发度不是特别高的场景，以及临界区比较短小的情况，这样我们可以利用避免线程切换来提高效率

可是如果临界区很大，线程一旦拿到锁，很久才会释放的话，那就不合适用自旋锁，因为自旋会一直占用 CPU 却无法拿到锁，白白消耗资源

什么是自旋锁？自旋的好处和后果是什么呢？相关推荐

什么是自旋锁+自旋锁和互斥锁的区别
文章目录本文链接什么是自旋锁参考链接自旋锁和互斥锁的区别参考链接本文链接击打什么是自旋锁多线程对共享资源访问, 为防止并发引起的相关问题, 常引入锁的机制来处理并发问题. 获取到 ...
php 自旋锁,自旋锁、排队自旋锁、MCS锁、CLH锁(转)
自旋锁(Spin lock) 转:http://coderbee.net/index.php/concurrent/20131115/577 自旋锁是指当一个线程尝试获取某个锁时,如果该锁已被其他线程 ...
java多线程之锁 -- 偏向锁、轻量级锁、自旋锁、重量级锁
转载至:https://blog.csdn.net/zqz_zqz/article/details/70233767 之前做过一个测试,详情见这篇文章<多线程 +1操作的几种实现方式,及效率对比 ...
Linux驱动编程 step-by-step （七）并发竞态 (信号量与自旋锁)
并发竞态 (信号量与自旋锁) 代码传至并发竞态控制并发进程导致竞态的一个例子前面所述的字符驱动都是没有考虑并发竟态的情况,想象一下一个进程去读一个字符设备,另一个进程在同一时间向这个设备写入 ...
C# lock 语法糖实现原理--《.NET Core 底层入门》之自旋锁，互斥锁，混合锁，读写锁...
在多线程环境中,多个线程可能会同时访问同一个资源,为了避免访问发生冲突,可以根据访问的复杂程度采取不同的措施原子操作适用于简单的单个操作,无锁算法适用于相对简单的一连串操作,而线程锁适用于复杂的一连 ...
java适应性自旋锁_深夜！小胖问我，什么是自旋锁？怎么使用？适用场景是啥？...
自旋锁 & 非自旋锁什么是自旋?字面意思是 "自我旋转" .在 Java 中也就是循环的意思,比如 for 循环,while 循环等等.那自旋锁顾名思义就是「线程循环地去 ...
Java锁---偏向锁、轻量级锁、自旋锁、重量级锁
Java锁-偏向锁.轻量级锁.自旋锁.重量级锁之前做过一个测试,反复执行过多次,发现结果是一样的: 单线程下synchronized效率最高(当时感觉它的效率应该是最差才对): AtomicInte ...
第二季：5公平锁/非公平锁/可重入锁/递归锁/自旋锁谈谈你的理解？请手写一个自旋锁【Java面试题】
第二季:5值传递和引用传递[Java面试题] 前言推荐值传递说明题目 24 TransferValue醒脑小练习第二季:5公平锁/非公平锁/可重入锁/递归锁/自旋锁谈谈你的理解?请手写一个自 ...
从自旋锁、睡眠锁、读写锁到 Linux RCU 机制讲解
总结一下 O/S 课程里面和锁相关的内容. 本文是 6.S081 课程的相关内容总结回顾结合 Real World 的 Linux 讲解各种锁和 RCU lock free 机制原理, 前置知识是基本 ...
利用C++11原子量atomic实现自旋锁详解
一.自旋锁自旋锁是一种基础的同步原语,用于保障对共享数据的互斥访问.与互斥锁的相比,在获取锁失败的时候不会使得线程阻塞而是一直自旋尝试获取锁.当线程等待自旋锁的时候,CPU不能做其他事情,而是一直处 ...

什么是自旋锁？自旋的好处和后果是什么呢？

自旋锁的好处

什么是自旋锁？自旋的好处和后果是什么呢？相关推荐

最新文章

热门文章