java 锁的类型和性质（二）：自旋锁的其它种类

2.自旋锁的其他种类

上篇我们讲到了自旋锁，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

</pre><pre name="code" class="java">package lock;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，

package lock;import java.util.concurrent.atomic.AtomicReferenceFieldUpdater;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。

package lock;import java.util.concurrent.atomic.AtomicReferenceFieldUpdater;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）。