自旋等待 java ReentrantLock java 自旋锁原理

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

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。

4. 基于CAS实现简单的自旋锁

public class SimpleLock {
/**线程持有锁,null表示锁未被线程持有*/
private AtomicReference 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temp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);
}
}

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