一、自旋锁的概念
何谓自旋锁?它是为实现保护共享资源而提出一种锁机制。为了解决对某项资源的互斥使用。在任何时刻,最多只能有一个保持者,也就说,在任何时刻最多只能有一个执行单元获得锁。如果锁已经被别的执行单元保持,调用者就一直循环在那里看是否该自旋锁的保持者已经释放了锁,"自旋"一词就是因此而得名。
二、自旋锁可能引起的问题
1、死锁问题:当一个线程连续2次试图获得自旋锁(递归调用),第一次已经获得该锁,在第二次试图获得锁的时候发现锁已经被占用(其实被自己占用),线程就会一直等待锁的释放而形成死锁;
所以递归程序不能在持有自旋锁的同时调用自己,也不能在递归调用是视图获得相同的自旋锁。
2、过多的占用CPU的时间,导致CPU资源的浪费,因此可以设定一个时间,当锁持有者超过这个时间不释放锁时,等待者会放弃CPU时间片阻塞;
三、Java自旋锁DEMO
import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference;
/**
* Created by hanwei on 2018/7/4 0004.
* version v1.0
*/
public class SimpleSpinLock{
//锁持有线程,null表示锁未被任何线程持有 原子引用
private final AtomicReference<Thread> owner = new AtomicReference<>();
public void lock(){
Thread current = Thread.currentThread();
while(!owner .compareAndSet(null, current)){
}
}
public void unlock (){
Thread current = Thread.currentThread();
owner .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,并且保持锁的时间短。适合使用自旋锁。
注:该例子为非公平锁,获得锁的先后顺序,不会按照进入lock的先后顺序进行。