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重入锁和自旋锁

重入锁和自旋锁

作者: Chinesszz | 来源:发表于2017-08-28 19:14 被阅读62次

前言

重入锁(ReentrantLock)是一种递归无阻塞的同步机制。
重入锁,也叫做递归锁,指的是同一线程 外层函数获得锁之后 ,内层递归函数仍然有获取该锁的代码,但不受影响。
在JAVA环境下 ReentrantLock 和synchronized 都是 可重入锁

举个例子-重入锁

从例子可以看出,如果同一个线程调用了两次lock方法,第一次lock时候锁定计数为1,第二次调用发现已经被锁定了,直接就返回1.

这就是重入锁,如果是自旋锁就不是这样,请看下面的例子

public class Test implements Runnable {

    public synchronized void get() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getId());
        set();
    }


    public synchronized void set() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getId());
    }


    @Override
    public void run() {
        get();
    }

    public static void main(String[] args) {
        Test ss = new Test();
        new Thread(ss).start();
        new Thread(ss).start();
        new Thread(ss).start();
    }


    class Test implements Runnable {
        ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
        public void get() {
            lock.lock();
            System.out.println(Thread.currentThread().getId());
            set();
            lock.unlock();
        }


        public void set() {
            lock.lock();
            System.out.println(Thread.currentThread().getId());
            lock.unlock();
        }


        @Override

        public void run() {
            get();
        }


        public static void main(String[] args) {
            Test ss = new Test();
            new Thread(ss).start();
            new Thread(ss).start();
            new Thread(ss).start();
        }
    }
}


自旋锁

由于自旋锁使用者一般保持锁时间非常短,因此选择自旋而不是睡眠是非常必要的,自旋锁的效率远高于互斥锁。

如何旋转呢?何为自旋锁,就是如果发现锁定了,不是睡眠等待,而是采用让当前线程不停地的在循环体内执行实现的,当循环的条件被其他线程改变时 才能进入临界区

代码演示如何自选

/**
 * @Package: com.example.lock
 * @Description: 自旋锁
 * @author: liuxin
 * @date: 2017/8/28 下午4:48
 */

public class SpinLock {

    //初始化为当前线程
    private AtomicReference<Thread> sign = new AtomicReference<>();

    public void lock() {

        Thread current = Thread.currentThread();
        //null 不等于当前线程,返回false   !fasle=true进入自选
        while (!sign.compareAndSet(null, current)) {

        }

    }

    public void unlock() {

        Thread current = Thread.currentThread();
        //对比current= 初始化信息,所以为true,并设置为null,此时
//        while (!sign.compareAndSet(null, current)),所以,null=null,lock中自旋结束,当一个锁完成,sign中有回到初始化状态。
        sign.compareAndSet(current, null);

    }

}

使用了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null,并且预测值为当前线程。

当有第二个线程调用lock操作时由于owner值不为空,导致循环一直被执行,直至第一个线程调用unlock函数将owner设置为null,第二个线程才能进入临界区。

由于自旋锁只是将当前线程不停地执行循环体,不进行线程状态的改变,所以响应速度更快。但当线程数不停增加时,性能下降明显,因为每个线程都需要执行,占用CPU时间。如果线程竞争不激烈,并且保持锁的时间段。适合使用自旋锁。

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