Java自旋鎖是什么

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前言：

阻塞或喚醒一個Java線程需要操作系統切換CPU狀態來完成，這種狀態轉換需要耗費處理器時間。如果同步代碼塊中的內容過于簡單，狀態轉換消耗的時間有可能比用戶代碼執行的時間還要長。

1.自旋鎖

在有些場景中，同步資源的鎖定時間很短，為了這一小段時間去切換線程，線程掛起和恢復現場的花費可能會讓系統得不償失。

如果機器有多個CPU核心，能夠讓兩個或以上的線程同時并行執行，我們就可以讓后面那個請求鎖的線程不放棄CPU的執行時間，看看持有鎖的線程是否很快就會釋放鎖。

為了讓當前線程“稍等一下”，我們需讓當前線程進行自旋，如果在自旋完成后前面鎖定同步資源的線程已經釋放了鎖，那么當前線程就可以不必阻塞而是直接獲取同步資源，從而避免切換線程的開銷。這就是自旋鎖。

2.工作流程

3.缺點

自旋鎖本身是有缺點的，它不能代替阻塞。自旋等待雖然避免了線程切換的開銷，但它要占用處理器時間。

• 如果鎖被占用的時間很短，自旋等待的效果就會非常好；

• 如果鎖被占用的時間很長，那么自旋的線程只會白浪費處理器資源。

所以，自旋等待的時間必須要有一定的限度，如果自旋超過了限定次數沒有成功獲得鎖，就應當掛起線程。（這個次數默認是10次，可以配置）

4.實現原理

自旋鎖的實現原理同樣也是CAS，AtomicInteger中調用unsafe進行自增操作的源碼中的do-while循環就是一個自旋操作，如果修改數值失敗則通過循環來執行自旋，直至修改成功。

public final int getAndAddInt (Object var1, Long var2, int var4) {
    int var5;
    do {
        var5 = this.getIntVolatile(var1, var2);
    } while( !this.compareAndSwapInt(var1, var2, var5, var5 + var4));
    
    return var5;
}

5.自適應自旋

自適應意味著自旋的時間（次數）不固定，而是由前一次在同一個鎖上的自旋時間及鎖的擁有者的狀態來決定。

• 如果在同一個鎖對象上，自旋等待剛剛成功獲得過鎖，并且持有鎖的線程正在運行中，那么虛擬機就會認為這次自旋也是很有可能再次成功，進而它將允許自旋等待持續相對更長的時間。

• 如果對于某個鎖，自旋很少成功獲得過，那在以后嘗試獲取這個鎖時將可能省略掉自旋過程，直接阻塞線程，避免浪費處理器資源。

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