Java锁的种类及辨析(一):自旋锁

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

01public class SpinLock {

02 

03  private AtomicReference<Thread> sign =new AtomicReference<>();

04 

05  public void lock(){

06    Thread current = Thread.currentThread();

07    while(!sign .compareAndSet(null, current)){

08    }

09  }

10 

11  public void unlock (){

12    Thread current = Thread.currentThread();

13    sign .compareAndSet(current, null);

14  }

15}

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。

测试如下：

package org.zwc.javalocktest;import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference;/** * Created by zhangwenchao on 2017/11/14. */public class SpinLock {    private static Integer a = 1;    private AtomicReference<Thread> sign = new AtomicReference<Thread>();    public void lock() {        Thread current = Thread.currentThread();        while (!sign.compareAndSet(null, current)) {        }    }    public void unlock() {        Thread current = Thread.currentThread();        sign.compareAndSet(current, null);    }    public static void main(String[] args) {        final SpinLock spinLock = new SpinLock();        new Thread(new Runnable() {            @Override            public void run() {                while (true){                    spinLock.lock();                    a++;                    System.out.println("Thread a puls a+1=:"+a);                    spinLock.unlock();                    try {                        Thread.sleep(1000);                    } catch (InterruptedException e) {                        e.printStackTrace();                    }                }            }        },"a").start();        new Thread(new Runnable() {            @Override            public void run() {                while (true) {                    spinLock.lock();                    a++;                    System.out.println("Thread b puls a+1=:" + a);                    spinLock.unlock();                    try {                        Thread.sleep(1000);                    } catch (InterruptedException e) {                        e.printStackTrace();                    }                }            }        },"b").start();    }}

运行结果：

Thread a puls a+1=:2
Thread b puls a+1=:3
Thread b puls a+1=:4
Thread a puls a+1=:5
Thread a puls a+1=:6
Thread b puls a+1=:7
Thread a puls a+1=:8
Thread b puls a+1=:9
Thread a puls a+1=:10