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
- 反射工具类——ReflectUtils
测试方法:根据已知的方法名,来反射调用方法 package com.redmoon.forum.job; import java.util.ArrayList; import java.util.Li ...
- webservice配置
服务端配置:第一步:引用jar包commons-httpclient.jarcommons-logging.jarjdom-10.jarwsdl4j-1.6.1.jarxbean-spring-2.8 ...
- JSP基本原理
JSP的基本原理: jsp的本质是servlet.jsp通过在标准的HTML页面中嵌入java代码,其静态的部分无需Java程序控制,只有那些需要从数据库读取或需要 动态生成的的页面内容,才使用Jav ...
- JEECMS页面中常用标签
(1)在段落前给每一行加序号 从0开始:${a_index}从1开始:${a_index+1} (2)标记说明 [文章导航]:[@cms.Position /] [文章标题]:${arti.title ...
- phpMyadmin /scripts/setup.php Remote Code Injection && Execution CVE-2009-1151
目录 . 漏洞描述 . 漏洞触发条件 . 漏洞影响范围 . 漏洞代码分析 . 防御方法 . 攻防思考 1. 漏洞描述 Insufficient output sanitizing when gener ...
- C/C+小记
1.struct与typedef struct struct Student{int a;int b}stu1; //定义名为Student的结构体,及一个Student变量stu1 struct { ...
- Common Pitfalls In Machine Learning Projects
Common Pitfalls In Machine Learning Projects In a recent presentation, Ben Hamner described the comm ...
- Eclipse下搭建Hadoop2.4.0开发环境
一.安装Eclipse 下载Eclipse,解压安装,例如安装到/usr/local,即/usr/local/eclipse 4.3.1版本下载地址:http://pan.baidu.com/s/1e ...
- 四层负载均衡——LVS
LVS 参考:http://zh.linuxvirtualserver.org/ 几个术语: Director:也可以称为调度器,LVS前端设备: realserver:也称为真实内部服务器, ...
- spring mvc实现登录+异常
登录页面login.jsp在webroot下 <body> <form action="user/login" method="post"&g ...