JUC-自旋锁

水深无声 2022-09-15 05:47 207阅读 0赞

自旋锁：spinLock,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，当线程发现锁被占用时，会不断循环判断锁的状态，知道获取。这样的好处是减少线程上下文切换的开销，确点是循环会消耗CPU资源。

public class SpinLockDemo {
        private AtomicReference<Thread> atomicReference = new AtomicReference<>();
        public void myLock() {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " come in");
            while (!atomicReference.compareAndSet(null, Thread.currentThread())) {}
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 持有锁成功");
        }
        public void myUnLock() {
            atomicReference.compareAndSet(Thread.currentThread(), null);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 释放锁成功");
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            SpinLockDemo spinLockDemo = new SpinLockDemo();
            new Thread(()->{
                spinLockDemo.myLock();
                try { TimeUnit.SECONDS.sleep(3); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); };
                spinLockDemo.myUnLock();
            }, "t1").start();
            new Thread(()->{
                spinLockDemo.myLock();
                spinLockDemo.myUnLock();
            }, "t2").start();
        }
    }

**CAS的缺点：**

**1、如果CAS失败，会一致进行尝试。如果长时间不成功，CPU空转带来很大开销。（长时间抢不到锁 -- 锁饥饿）**

**2、会导致ABA问题**

**CAS算法实现的一个重要前提是需要取出内存中某时刻的数据，并在当下时刻比较并条并替换。那么在这个时间差中会导致数据的变化。比如说一个线程a，从内存位置V中取出数据x，这时候另一个线程b也从内存取出数据x，然后线程b进行了一些操作，将内存位置V的值变成了y，然后线程b又将内存位置V的数据由y变成x。这时候线程a进行CAS操作，发现内存中数据仍然是x，然后线程a操作成功。尽管线程a的CAS操作成功，但是不代表这个过程就是没有问题的。**

**如何解决ABA问题？**

**使用带版本号时间戳原子引用：AtomicStampedReference**

**ABA示例**

public class ABADemo {
        private static AtomicInteger a = new AtomicInteger(100);
    
        public static void main(String[] args) {
            new Thread(()->{
                a.compareAndSet(100,101);
                a.compareAndSet(101,100);
            }).start();
            try { TimeUnit.SECONDS.sleep(3); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); };
            a.compareAndSet(100,200);
        }
    }

> result = true, 值 = 200

**AtomicStampedReference解决ABA实例**

public class ABADemo {
        private static AtomicStampedReference<Integer> a = new AtomicStampedReference<>(100, 1); // 初始值，版本号
    
        public static void main(String[] args) {
            new Thread(()->{
                int stamp = a.getStamp();
                try { TimeUnit.SECONDS.sleep(1); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); };
                a.compareAndSet(100,101, stamp ,stamp + 1);
                a.compareAndSet(101,100, a.getStamp() ,a.getStamp() + 1);
            }).start();
    
            int stamp = a.getStamp();
            try { TimeUnit.SECONDS.sleep(3); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); };
            boolean result = a.compareAndSet(100, 200, stamp, stamp + 1);
            System.out.println("result = " + result + " , 值 = " + a.getReference() + " , 版本号 = " + a.getStamp());
        }
    }

> result = false , 值 = 100 , 版本号 = 3