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自旋锁原理是什么?自旋锁有什么优缺点?【java面试】

更新时间:2020年05月26日13时51分 来源:传智播客 浏览次数:

自旋锁原理非常简单,如果持有锁的线程能在很短时间内释放锁资源,那么那些等待竞争锁的线程就不需要做内核态和用户态之间的切换进入阻塞挂起状态,它们只需要等一等(自旋),等持有锁的线程释放锁后即可马上获取锁,这样就避免用户线程和内核的切换的消耗。

线程自旋是需要消耗cup的,说白了就是让cup在做无用功,如果一直获取不到锁,那线程也不能一直占用cup自旋做无用功,所以需要设定一个自旋等待的最大时间。

如果持有锁的线程实行的时间超过自旋等待的最大时间扔没有释放锁,就会导致其它争用锁的线程在最大等待时间内还是获取不到锁,这时争用线程会停止自旋进入阻塞状态。

自旋锁有什么优缺点?

自旋锁尽可能的减少线程的阻塞,这对于锁的竞争不激烈,且占用锁时间非常短的代码块来说性能可以大幅度提升,因为自旋的消耗会小于线程阻塞挂起再唤醒的操作的消耗,这些操作会导致线程发生两次上下文切换!

但是如果锁的竞争激烈,或者持有锁的线程需要长时间占用锁实行同步块,这时候就不适合使用自旋锁了,因为自旋锁在获取锁前一直都是占用cpu做无用功,同时有大量线程在竞争一个锁,会导致获取锁的时间很长,线程自旋的消耗大于线程阻塞挂起操作的消耗,其它需要cup的线程又不能获取到cpu,造成 cpu的浪费。所以这种情况下大家要关闭自旋锁;自旋锁时间阈值(1.6 引入了适应性自旋锁)。

自旋锁的目的是为了占着CPU的资源不释放,等到获取到锁马上进行处理。但是如何去选择自旋的实行时间呢?如果自旋实行时间太长,会有大量的线程处于自旋状态占用CPU资源,进而会影响整体系统的性能。因此自旋的周期选的额外重要!

JVM 对于自旋周期的选择,Jdk1.5这个限度是一定的写死的,在1.6引入了适应性自旋锁,适应性自旋锁意味着自旋的时间不在是固定的了,而是由前一次在同一个锁上的自旋时间以及锁的拥有者的状态来决定,基本认为一个线程上下文切换的时间是最佳的一个时间,同时JVM还针对当前CPU的负荷情况做了较多的优化,如果平均负载小于CPUs则一直自旋,如果有超过(CPUs/2)个线程正在自旋,则后来线程直接阻塞,如果正在自旋的线程发现Owner发生了变化则延迟自旋时间(自旋计数)或进入阻塞,如果 CPU 处于节电模式则停止自旋,自旋时间的最坏情况是CPU的存储延迟(CPU A 存储了一个数据,到CPU B得知这个数据直接的时间差),自旋时会适当放弃线程优先级之间的差异。

以上大家先容了自旋锁的原理和优缺点希翼对你有所帮助,如果您系统学习java提升java技术能力,推荐了解传智播客java中级程序员培训课程。在传智播客学习java是什么体验?下面大家通过一个视频来了解。

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