Java锁之自旋锁详解
锁作为并发共享数据,保证一致性的工具,在JAVA平台有多种实现(如 synchronized 和 ReentrantLock等等 ) 。这些已经写好提供的锁为我们开发提供了便利,但是锁的具体性质以及类型却很少被提及。本系列文章将分析JAVA下常见的锁名称以及特性,为大家答疑解惑。
1、自旋锁
自旋锁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。如下
private AtomicReference<Thread> sign =new AtomicReference<>();
public void lock(){
Thread current = Thread.currentThread();
while(!sign .compareAndSet(null, current)){
}
}
public void unlock (){
Thread current = Thread.currentThread();
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。
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。
2.自旋锁的其他种类
上文我们讲到了自旋锁,在自旋锁中 另有三种常见的锁形式:TicketLock ,CLHlock 和MCSlock
Ticket锁主要解决的是访问顺序的问题,主要的问题是在多核cpu上:
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
public class TicketLock {
private AtomicInteger serviceNum = new AtomicInteger();
private AtomicInteger ticketNum = new AtomicInteger();
private static final ThreadLocal<Integer> LOCAL = new ThreadLocal<Integer>();
public void lock() {
int myticket = ticketNum.getAndIncrement();
LOCAL.set(myticket);
while (myticket != serviceNum.get()) {
}
}
public void unlock() {
int myticket = LOCAL.get();
serviceNum.compareAndSet(myticket, myticket + 1);
}
}
每次都要查询一个serviceNum 服务号,影响性能(必须要到主内存读取,并阻止其他cpu修改)。
CLHLock 和MCSLock 则是两种类型相似的公平锁,采用链表的形式进行排序。
public class CLHLock {
public static class CLHNode {
private volatile boolean isLocked = true;
}
@SuppressWarnings("unused")
private volatile CLHNode tail;
private static final ThreadLocal<CLHNode> LOCAL = new ThreadLocal<CLHNode>();
private static final AtomicReferenceFieldUpdater<CLHLock, CLHNode> UPDATER = AtomicReferenceFieldUpdater.newUpdater(CLHLock.class,
CLHNode.class, "tail");
public void lock() {
CLHNode node = new CLHNode();
LOCAL.set(node);
CLHNode preNode = UPDATER.getAndSet(this, node);
if (preNode != null) {
while (preNode.isLocked) {
}
preNode = null;
LOCAL.set(node);
}
}
public void unlock() {
CLHNode node = LOCAL.get();
if (!UPDATER.compareAndSet(this, node, null)) {
node.isLocked = false;
}
node = null;
}
}
CLHlock是不停的查询前驱变量, 导致不适合在NUMA 架构下使用(在这种结构下,每个线程分布在不同的物理内存区域)
MCSLock则是对本地变量的节点进行循环。不存在CLHlock 的问题。
public class MCSLock {
public static class MCSNode {
volatile MCSNode next;
volatile boolean isLocked = true;
}
private static final ThreadLocal<MCSNode> NODE = new ThreadLocal<MCSNode>();
@SuppressWarnings("unused")
private volatile MCSNode queue;
private static final AtomicReferenceFieldUpdater<MCSLock, MCSNode> UPDATER = AtomicReferenceFieldUpdater.newUpdater(MCSLock.class,
MCSNode.class, "queue");
public void lock() {
MCSNode currentNode = new MCSNode();
NODE.set(currentNode);
MCSNode preNode = UPDATER.getAndSet(this, currentNode);
if (preNode != null) {
preNode.next = currentNode;
while (currentNode.isLocked) {
}
}
}
public void unlock() {
MCSNode currentNode = NODE.get();
if (currentNode.next == null) {
if (UPDATER.compareAndSet(this, currentNode, null)) {
} else {
while (currentNode.next == null) {
}
}
} else {
currentNode.next.isLocked = false;
currentNode.next = null;
}
}
}
从代码上 看,CLH 要比 MCS 更简单,
CLH 的队列是隐式的队列,没有真实的后继结点属性。
MCS 的队列是显式的队列,有真实的后继结点属性。
JUC ReentrantLock 默认内部使用的锁 即是 CLH锁(有很多改进的地方,将自旋锁换成了阻塞锁等等)。
(全文完)
Java锁之自旋锁详解的更多相关文章
- java - 锁的种类及详解
锁类型 锁根据其特性能够划分出各种各样的锁类型,该文主要介绍以下锁的作用及特性 乐观锁/悲观锁 独享锁/共享锁 互斥锁/读写锁 可重入锁 公平锁/非公平锁 分段锁 偏向锁/轻量级锁/重量级锁 自旋锁 ...
- Java精通并发-轻量级锁与重量级锁的变化深入详解
在上一次https://www.cnblogs.com/webor2006/p/11446129.html的理论的最后谈到了锁的演化,如下: 下面具体来阐述一下: 偏向锁:它是针对一个线程来说, 它的 ...
- Java 多线程之自旋锁
一.什么是自旋锁? 自旋锁(spinlock):是指当一个线程在获取锁的时候,如果锁已经被其它线程获取,那么该线程将循环等待,然后不断的判断锁是否能够被成功获取,直到获取到锁才会退出循环. 获取锁的线 ...
- java 中的锁 -- 偏向锁、轻量级锁、自旋锁、重量级锁(转载)
之前做过一个测试,详情见这篇文章<多线程 +1操作的几种实现方式,及效率对比>,当时对这个测试结果很疑惑,反复执行过多次,发现结果是一样的: 1. 单线程下synchronized效率最高 ...
- java 中的锁 -- 偏向锁、轻量级锁、自旋锁、重量级锁
之前做过一个测试,详情见这篇文章<多线程 +1操作的几种实现方式,及效率对比>,当时对这个测试结果很疑惑,反复执行过多次,发现结果是一样的: 1. 单线程下synchronized效率最高 ...
- Java锁---偏向锁、轻量级锁、自旋锁、重量级锁
之前做过一个测试,反复执行过多次,发现结果是一样的: 1. 单线程下synchronized效率最高(当时感觉它的效率应该是最差才对): 2. AtomicInteger效率最不稳定,不同并发情况下表 ...
- Java 中15种锁的介绍:公平锁,可重入锁,独享锁,互斥锁,乐观锁,分段锁,自旋锁等等
Java 中15种锁的介绍 Java 中15种锁的介绍:公平锁,可重入锁,独享锁,互斥锁,乐观锁,分段锁,自旋锁等等,在读很多并发文章中,会提及各种各样锁如公平锁,乐观锁等等,这篇文章介绍各种锁的分类 ...
- 通俗易懂 悲观锁、乐观锁、可重入锁、自旋锁、偏向锁、轻量/重量级锁、读写锁、各种锁及其Java实现!
网上关于Java中锁的话题可以说资料相当丰富,但相关内容总感觉是一大串术语的罗列,让人云里雾里,读完就忘.本文希望能为Java新人做一篇通俗易懂的整合,旨在消除对各种各样锁的术语的恐惧感,对每种锁的底 ...
- 写文章 通俗易懂 悲观锁、乐观锁、可重入锁、自旋锁、偏向锁、轻量/重量级锁、读写锁、各种锁及其Java实现!
网上关于Java中锁的话题可以说资料相当丰富,但相关内容总感觉是一大串术语的罗列,让人云里雾里,读完就忘.本文希望能为Java新人做一篇通俗易懂的整合,旨在消除对各种各样锁的术语的恐惧感,对每种锁的底 ...
- Java锁之自旋锁
Java锁之自旋锁 自旋锁:spinlock,是指尝试获取锁的线程不会立即阻塞,而是采用循环的方式去尝试获取锁,这样的好处是减少线程上下文切换的消耗,缺点是循环会消耗CPU 原来提到的比较并交换,底层 ...
随机推荐
- z-index详解
来源于:http://www.cnblogs.com/ForEvErNoME/p/3373641.html 概念 z-index 属性设置元素的堆叠顺序.拥有更高堆叠顺序的元素总是会处于堆叠顺序较低的 ...
- [转载]VS2012编译C语言scanf函数error的解决方法
在VS 2012 中编译 C 语言项目,如果使用了 scanf 函数,编译时便会提示如下错误: error C4996: 'scanf': This function or variable may ...
- IntelliJ IDEA 设置 编辑器字体大小
1,打开File->settings 2,在Edit->colors->Fonts下创建新字体 保存即可.
- 6.Android之switch和togglebutton按钮学习
Switch和ToggleButton按钮在手机上也经常看到,比如手机设置里面wlan,蓝牙,gps开关等. 首先在工具上拖进一个switch和togglebutton开关按钮,如图 生成xml代码如 ...
- 从TP、FP、TN、FN到ROC曲线、miss rate、行人检测评估
从TP.FP.TN.FN到ROC曲线.miss rate.行人检测评估 想要在行人检测的evaluation阶段要计算miss rate,就要从True Positive Rate讲起:miss ra ...
- BZOJ-1013 球形空间产生器sphere 高斯消元+数论推公式
1013: [JSOI2008]球形空间产生器sphere Time Limit: 1 Sec Memory Limit: 162 MB Submit: 3662 Solved: 1910 [Subm ...
- Bzoj2440 完全平方数
Time Limit: 10000MS Memory Limit: 131072KB 64bit IO Format: %lld & %llu Description 小 X 自幼就很 ...
- CoreOS Architecture Learning
目录 . CoreOS简介 . CoreOS部署.安装.使用 . CoreOS命令使用 1. CoreOS简介 0x1: CoreOS和Docker的关系 我们先来看一张Docker的架构图
- Linux中断技术、门描述符、IDT(中断描述符表)、异常控制技术总结归类
相关学习资料 <深入理解计算机系统(原书第2版)>.pdf http://zh.wikipedia.org/zh/%E4%B8%AD%E6%96%B7 独辟蹊径品内核:Linux内核源代码 ...
- MAC OS下安装Erlang
这是个很大的问题,也是个很小的问题,恩.因为我最终解决方案是用了别人写的工具,名叫erlbrew: https://github.com/mrallen1/erlbrew 按照页面上的指导安装使用即可 ...