自旋鎖和互斥鎖

由于在多處理器環(huán)境中某些資源的有限性氯庆,有時需要互斥訪問(mutual exclusion),這時候就需要引入鎖的概念景殷,只有獲取了鎖的線程才能夠對資源進行訪問隙赁,由于多線程的核心是CPU的時間分片,所以同一時刻只能有一個線程獲取到鎖披蕉。那么就面臨一個問題颈畸,那么沒有獲取到鎖的線程應該怎么辦?
通常有兩種處理方式:一種是沒有獲取到鎖的線程就一直循環(huán)等待判斷該資源是否已經釋放鎖没讲,這種鎖叫做自旋鎖眯娱,它不用將線程阻塞起來(NON-BLOCKING);還有一種處理方式就是把自己阻塞起來爬凑,等待重新調度請求徙缴,這種叫做互斥鎖

自旋鎖的原理

自旋鎖的原理比較簡單,如果持有鎖的線程能在短時間內釋放鎖資源嘁信,那么那些等待競爭鎖的線程就不需要做內核態(tài)和用戶態(tài)之間的切換進入阻塞狀態(tài)于样,它們只需要等一等(自旋)疏叨,等到持有鎖的線程釋放鎖之后即可獲取,這樣就避免了用戶進程和內核切換的消耗穿剖。
因為自旋鎖避免了操作系統(tǒng)進程調度和線程切換蚤蔓,所以自旋鎖通常適用在時間比較短的情況下。由于這個原因携御,操作系統(tǒng)的內核經常使用自旋鎖昌粤。但是,如果長時間上鎖的話啄刹,自旋鎖會非常耗費性能涮坐,它阻止了其他線程的運行和調度。線程持有鎖的時間越長誓军,則持有該鎖的線程將被 OS(Operating System) 調度程序中斷的風險越大袱讹。如果發(fā)生中斷情況,那么其他線程將保持旋轉狀態(tài)(反復嘗試獲取鎖)昵时,而持有該鎖的線程并不打算釋放鎖捷雕,這樣導致的是結果是無限期推遲,直到持有鎖的線程可以完成并釋放它為止壹甥。
解決上面這種情況一個很好的方式是給自旋鎖設定一個自旋時間救巷,等時間一到立即釋放自旋鎖。自旋鎖的目的是占著CPU資源不進行釋放句柠,等到獲取鎖立即進行處理浦译。但是如何去選擇自旋時間呢?如果自旋執(zhí)行時間太長溯职,會有大量的線程處于自旋狀態(tài)占用 CPU 資源精盅,進而會影響整體系統(tǒng)的性能。因此自旋的周期選的額外重要谜酒!JDK在1.6 引入了適應性自旋鎖叹俏,適應性自旋鎖意味著自旋時間不是固定的了,而是由前一次在同一個鎖上的自旋時間以及鎖擁有的狀態(tài)來決定僻族,基本認為一個線程上下文切換的時間是最佳的一個時間粘驰。
自旋鎖的優(yōu)缺點
自旋鎖盡可能的減少線程的阻塞,這對于鎖的競爭不激烈述么,且占用鎖時間非常短的代碼塊來說性能能大幅度的提升晴氨,因為自旋的消耗會小于線程阻塞掛起再喚醒的操作的消耗,這些操作會導致線程發(fā)生兩次上下文切換碉输!
但是如果鎖的競爭激烈,或者持有鎖的線程需要長時間占用鎖執(zhí)行同步塊亭珍,這時候就不適合使用自旋鎖了敷钾,因為自旋鎖在獲取鎖前一直都是占用 cpu 做無用功枝哄,占著 XX 不 XX,同時有大量線程在競爭一個鎖阻荒,會導致獲取鎖的時間很長挠锥,線程自旋的消耗大于線程阻塞掛起操作的消耗,其它需要 cpu 的線程又不能獲取到 cpu侨赡,造成 cpu 的浪費蓖租。所以這種情況下我們要關閉自旋鎖。

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