轻松搞懂Java中的自旋锁
前言
在之前的文章《一文彻底搞懂面试中常问的各种“锁”》中介绍了Java中的各种“锁”,可能对于不是很了解这些概念的同学来说会觉得有点绕,所以我决定拆分出来,逐步详细的介绍一下这些锁的来龙去脉,那么这篇文章就先来会一会“自旋锁”。
正文
出现原因
在我们的程序中,如果存在着大量的互斥同步代码,当出现高并发的时候,系统内核态就需要不断的去挂起线程和恢复线程,频繁的此类操作会对我们系统的并发性能有一定影响。同时聪明的JVM开发团队也发现,在程序的执行过程中锁定“共享资源“的时间片是极短的,如果仅仅是为了这点时间而去不断挂起、恢复线程的话,消耗的时间可能会更长,那就“捡了芝麻丢了西瓜”了。
而在一个多核的机器中,多个线程是可以并行执行的。如果当后面请求锁的线程没拿到锁的时候,不挂起线程,而是继续占用处理器的执行时间,让当前线程执行一个忙循环(自旋操作),也就是不断在盯着持有锁的线程是否已经释放锁,那么这就是传说中的自旋锁了。
自旋锁开启
虽然在JDK1.4.2的时候就引入了自旋锁,但是需要使用“-XX:+UseSpinning”参数来开启。在到了JDK1.6以后,就已经是默认开启了。下面我们自己来实现一个基于CAS的简易版自旋锁。
public class SimpleSpinningLock { /** * 持有锁的线程,null表示锁未被线程持有 */ private AtomicReference<Thread> ref = new AtomicReference<>(); public void lock(){ Thread currentThread = Thread.currentThread(); while(!ref.compareAndSet(null, currentThread)){ //当ref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() { Thread cur = Thread.currentThread(); if(ref.get() != cur){ //exception ... } ref.set(null); } }
简简单单几行代码就实现了一个简陋的自旋锁,下面我们来测试一下
public class TestLock { static int count = 0; public static void main(String[] args) throws InterruptedException { ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(100); CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(100); SimpleSpinningLock simpleSpinningLock = new SimpleSpinningLock(); for (int i = 0 ; i < 100 ; i++){ executorService.execute(new Runnable() { @Override public void run() { simpleSpinningLock.lock(); ++count; simpleSpinningLock.unLock(); countDownLatch.countDown(); } }); } countDownLatch.await(); System.out.println(count); } } // 多次执行输出均为:100 ,实现了锁的基本功能
通过上面的代码可以看出,自旋就是在循环判断条件是否满足,那么会有什么问题吗?如果锁被占用很长时间的话,自旋的线程等待的时间也会变长,白白浪费掉处理器资源。因此在JDK中,自旋操作默认10次,我们可以通过参数“-XX:PreBlockSpin”来设置,当超过来此参数的值,则会使用传统的线程挂起方式来等待锁释放。
自适应自旋锁
随着JDK的更新,在1.6的时候,又出现了一个叫做“自适应自旋锁”的玩意。它的出现使得自旋操作变得聪明起来,不再跟之前一样死板。所谓的“自适应”意味着对于同一个锁对象,线程的自旋时间是根据上一个持有该锁的线程的自旋时间以及状态来确定的。例如对于A锁对象来说,如果一个线程刚刚通过自旋获得到了锁,并且该线程也在运行中,那么JVM会认为此次自旋操作也是有很大的机会可以拿到锁,因此它会让自旋的时间相对延长。但是如果对于B锁对象自旋操作很少成功的话,JVM甚至可能直接忽略自旋操作。因此,自适应自旋锁是一个更加智能,对我们的业务性能更加友好的一个锁。
结语
本来想着在一篇文章里面把“自旋锁”,“锁消除”,“锁粗化”等一些锁优化的概念都介绍完成的,但是发现可能篇幅会比较大,对于没怎么接触过这一块的同学来说理解起来会比较吃力,所以决定分开多个章节介绍,希望大家都不懂的地方可以多看几遍,慢慢体会,相信你会有所收获的。
公众号博文同步Github仓库,有兴趣的朋友可以帮忙给个Star哦,码字不易,感谢支持。
https://github.com/PeppaLittlePig/blog-wechat
推荐阅读
《如何优化代码中大量的if/else,switch/case?》
《如何提高使用Java反射的效率?》
《Java日志正确使用姿势》
《论JVM爆炸的几种姿势及自救方法》
有收获的话,就点个赞吧
关注「深夜里的程序猿」,分享最干的干货

低调大师中文资讯倾力打造互联网数据资讯、行业资源、电子商务、移动互联网、网络营销平台。
持续更新报道IT业界、互联网、市场资讯、驱动更新,是最及时权威的产业资讯及硬件资讯报道平台。
转载内容版权归作者及来源网站所有,本站原创内容转载请注明来源。
- 上一篇
JavaScript常用基础算法
基础算法 一、排序 冒泡排序 //冒泡排序 function bubbleSort(arr) { for(var i = 1, len = arr.length; i < len - 1; ++i) { for(var j = 0; j <= len - i; ++j) { if (arr[j] > arr[j + 1]) { let temp = arr[j]; arr[j] = arr[j + 1]; arr[j + 1] = temp; } } } } 插入排序 //插入排序 过程就像你拿到一副扑克牌然后对它排序一样 function insertionSort(arr) { var n = arr.length; // 我们认为arr[0]已经被排序,所以i从1开始 for (var i = 1; i < n; i++) { // 取出下一个新元素,在已排序的元素序列中从后向前扫描来与该新元素比较大小 for (var j = i - 1; j >= 0; j--) { if (arr[i] >= arr[...
- 下一篇
Twitter 宣布抛弃 Mesos,全面转向Kubernetes
美国西部时间 5 月 2 日下午 7 点,Twitter 公司在旧金山总部举行了一次技术发布会兼 Meetup。会上,Twitter 计算平台(Twitter Computing Platform)产品与技术负责人 David McLaughlin 正式宣布,Twitter 的基础而设施将从 Mesos 全面转向 Kubernetes。 Mesos项目发布于是2009年,而Twitter公司则是 Mesos 项目的早期支持者和使用者之一。作为世界上最成功的社交媒体巨头之一,Twitter 公司以其庞大的生产集群规模(万级别节点)而备受关注。在 2011 年,Twitter 公司开始在Mesos 项目的基础上开发了 Aurora 项以便同时管理其内部的在线和离线业务,逐步成为 Mesos 社区的代言人。 可是,在持续投入 Mesos 项目近 10 年之后,为什么现在的 Twitter 公司又会突然宣布全面转向 Kubernetes 体系呢?在这个令人瞩目的决定背后, 又是什么样的架构和设计能够支撑 Twitter 的基础设施来一次 360 度的“华丽转身”呢? 云时代,Twitter基础...
相关文章
文章评论
共有0条评论来说两句吧...
文章二维码
点击排行
推荐阅读
最新文章
- Eclipse初始化配置,告别卡顿、闪退、编译时间过长
- Jdk安装(Linux,MacOS,Windows),包含三大操作系统的最全安装
- CentOS7编译安装Gcc9.2.0,解决mysql等软件编译问题
- MySQL8.0.19开启GTID主从同步CentOS8
- CentOS7,CentOS8安装Elasticsearch6.8.6
- 2048小游戏-低调大师作品
- CentOS8,CentOS7,CentOS6编译安装Redis5.0.7
- Windows10,CentOS7,CentOS8安装Nodejs环境
- CentOS7安装Docker,走上虚拟化容器引擎之路
- SpringBoot2全家桶,快速入门学习开发网站教程