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源码时代java小课堂之线程锁之自旋锁

源码时代java小课堂之线程锁之自旋锁

作者: 源码时代官方 | 来源:发表于2020-11-23 11:58 被阅读0次

    java中定义了非常多的锁,很多同学面试对于锁,感觉非常茫然,于是源码的老师决定,将这些锁拆分开来注意分析讲解,这篇我们先聊聊自旋锁

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    1. 自旋锁是基于CAS实现

    2. synchronized重量级锁是基于系统内核

    3. 为什么出现自旋锁

    jvm发现一个问题,多个线程共享资源的时间片段是及其短暂的,如果为了这点时间片段,我们采用基于系统内核的重量级锁,不断的,挂起线程,唤醒线程是极度的消耗资源的,于是我们就想到,如果那个线程持有共享资源的锁,谁就执行,但是如果有多个线程同时需要执行共享资源呢,自旋锁诞生了

    这里对于自旋锁和系统重量级锁,我们来举一个示例说明

    • 自旋锁:类似于我们火车站上车所,一个坑位,多个人排队,这个时候我们多个人等同一个坑位,排队转圈圈,那个人转到坑位释放,那个人就先上厕所
    • 内核重量级锁:由于自旋锁是循环,如果循环太多,那么也是会占用CPU资源,于是当自旋锁到达一定数量的时候,目前规定是自选操作默认10次,超过10次,就会升级会重量级的锁,锁有线程不要转圈圈了,很浪费时间,于是排队,形成队列,依次进行。
    1. 基于CAS实现简单的自旋锁

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    public class SimpleLock {

    /*线程持有锁,null表示锁未被线程持有/

     **private** AtomicReference<Thread> temp = **new** AtomicReference<>();
    

    static int num = 0;//被多个线程操作的同一个资源

      **public** **void** lock(){
    
          //获取当前正在执行的线程
    
          Thread currentThread = Thread.*currentThread*();
    
          **while**(!temp.compareAndSet(**null**, currentThread)){
    
              //当<u style="background-position: center center; background-repeat: no-repeat; margin: 0px; padding: 0px;">temp</u>为null的时候compareAndSet返回true,反之为false
    
              //通过循环不断的自旋判断锁是否被其他线程持有
    
          }
    
      }
    
      **public** **void** unLock() {
    
            //获取当前正在执行的线程
    
            Thread currentThread = Thread.*currentThread*();
    
            **if**(temp.get() != currentThread){
    
                //exception ...
    
            }
    
            temp.set(**null**);
    

    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

    //创建容量为100的线程池
    
    ExecutorService Service = Executors.*newFixedThreadPool*(100);
    
    //只能一个线程来操作的计数器,原子操作
    
    CountDownLatch countLatch = **new** CountDownLatch(100);
    
    SimpleLock lock = **new** SimpleLock();
    
    **for** (**int** i = 0; i < 100; i++) {
    
    Service.execute(**new** Runnable() {
    
    @Override
    
    **public** **void** run() {
    
    lock.lock();//开启锁
    
    ++*num*;
    
    lock.unLock();//释放锁
    
    countLatch.countDown();//计数下降
    
    }
    
    });
    
    }
    
    countLatch.await();
    
    System.***out***.println(*num*);
    

    }

    }

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    从如上代码,我们可以看出,是通过循环判断,条件是否满足,当然如果循环太多,轻量级自旋,也会浪费时间,于是jdk默认设置自旋超过10次,那么那么就会升级为重量级锁

    当然从jdk1.6 又出现了自适应自旋锁,那么会自动的根据时间及状态来确定什么时候切换到重量级锁,如果有必要那么也会延长自旋的时间,而不是之前10次就自动切换到重量级锁,所以操作也变得更加的聪明

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