java 鎖(三):自旋鎖VS適應(yīng)性自旋鎖

阻塞或喚醒一個(gè)Java線程需要操作系統(tǒng)切換CPU狀態(tài)來完成曙寡,這種狀態(tài)轉(zhuǎn)換需要耗費(fèi)處理器時(shí)間糠爬。如果同步代碼中的內(nèi)容過于簡單,狀態(tài)轉(zhuǎn)換消耗的時(shí)間有可能比用戶代碼執(zhí)行的時(shí)間還要長举庶。

在許多場景中执隧,同步資源的鎖定時(shí)間很短,為了這一小段時(shí)間去切換線程户侥,線程掛起和恢復(fù)現(xiàn)場的花費(fèi)可能會讓系統(tǒng)得不償失镀琉。如果物理機(jī)器有多個(gè)處理器,能夠讓兩個(gè)或以上的線程同時(shí)并行執(zhí)行蕊唐,我們就可以讓后面那個(gè)請求鎖的線程不放棄CPU的執(zhí)行時(shí)間屋摔,看看持有鎖的線程是否很快就會釋放鎖。

而為了讓當(dāng)前線程“稍等一下”替梨,我們需讓當(dāng)前線程進(jìn)行自旋钓试,如果在自旋完成后前面鎖同步資源的線程已經(jīng)釋放了鎖,那么當(dāng)前線程就可以不必阻塞而是直接獲取同步資源耙替,從而避免了切換線程的開銷亚侠。這就是自旋鎖。

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自旋鎖本身是有缺點(diǎn)的俗扇,它不能代替阻塞硝烂。自旋等待雖然避免了線程切換的開銷,但它要占有處理器的時(shí)間铜幽,如果鎖被占有的時(shí)間很短滞谢,自旋等待的效果就會非常好。反之除抛,如果鎖被占用的時(shí)間很長狮杨,那么自旋的線程只會白浪費(fèi)處理器資源。所以到忽,自旋等待的時(shí)間必須要有一定的限度橄教,如果自旋超過了限定次數(shù)(默認(rèn)是10次,可以使用-XX:PreBlockSpin來更改)沒有成功獲得鎖喘漏,就應(yīng)當(dāng)掛起線程护蝶。

自旋鎖的實(shí)現(xiàn)原理同樣也是CAS,AtomicInteger中調(diào)用unsafe進(jìn)行自增操作的源碼中的do-while循環(huán)就是一個(gè)人自旋操作翩迈,如果修改數(shù)值失敗則通過循環(huán)來執(zhí)行自旋持灰,直至修改成功。

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自旋鎖在JDK1.4.2中引入负饲,使用-XX:+UseSpinning來開啟堤魁。JDK6中變成默認(rèn)開啟喂链,并且引入了自適應(yīng)的自旋鎖(適應(yīng)性自旋鎖)。

自適應(yīng)意味著自旋的時(shí)間(次數(shù))不再固定妥泉,而是由前一次在同一個(gè)鎖上的自旋時(shí)間及鎖的擁有者的狀態(tài)來決定椭微。如果在同一個(gè)鎖對象上,自旋等待剛剛成功獲得過鎖盲链,并且持有鎖的線程正在運(yùn)行中赏表,那么虛擬機(jī)就會認(rèn)為這次自旋也是很有可能再次成功,進(jìn)而它將允許自旋等待持續(xù)相對更長的時(shí)間匈仗。如果對于某個(gè)鎖,自旋很少成功獲得過逢慌,那在以后嘗試獲取這個(gè)鎖時(shí)悠轩,將可能省略掉自旋過程,直接阻塞線程攻泼,避免浪費(fèi)處理器資源火架。

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