如何实现自旋锁以避免阻塞答案

【问题标题】：How to implement a spinlock to avoid blocking如何实现自旋锁以避免阻塞
【发布时间】：2014-12-29 19:51:50
【问题描述】：

考虑以下代码：

// Below block executed by thread t1
synchronized(obj) {
   obj.wait(0);
}

// This block executed by thread t2
synchronized(obj) {
    obj.notify();
}

我知道在上面的代码中，如果t1 拥有同步块的所有权，同时如果线程t2 尝试获取同步块，那么t2 会等待内核等待。我想避免这种情况并在块之前旋转t2，直到t1 调用等待并留下块的所有权。这可能吗？

【问题讨论】：

请在点击提交之前花更多的精力来格式化您的帖子 - 使用预览查看帖子的外观，并且仅在您希望它看起来像你回答了这个问题。
此外，您是否有证据表明这实际上会导致您的代码出现问题？自旋锁很少是正确的解决方案 - 请记住，t1 将在调用wait() 时立即放弃锁，因此 t2 阻塞的机会窗口非常小。
你为什么要这样做？相反，在一个线程上等待锁，您将有一个线程在等待锁，同时浪费 CPU 周期。
我对这个代码块的使用太啰嗦，多个线程等待并通知，我不希望我的线程进入内核等待，而是我可以旋转一点并获得所有权
同意 OP 应该扩展“为什么” - 但如果从来没有很好的需求，则不会创建 java.util.concurrent.locks 包。

标签： java multithreading thread-synchronization spinlock

【解决方案1】：

JVM 不需要将锁定同步块的入口实现为硬块和上下文切换。 It has the option of using lighter weight methods, such as spin locks。事实上，Oracle JVM 转到some lengths 以避免阻塞。所以你可能会发现 JVM 已经为你做了这个优化。如果没有，那可能是因为 JVM 有证据表明自旋锁是个坏主意。

【讨论】：

感谢 Raedwald，您能否分享任何暗示这一点的链接。

【解决方案2】：

import java.util.concurrent.atomic.AtomicBoolean;

public class SpinLock {

   private AtomicBoolean locked = new AtomicBoolean(false);

   public void lock() {
      while (!locked.compareAndSet(false, true));
   }

   public void unlock() {
      locked.set(false);
   }
}

【讨论】：

不需要 CAS 来实现 SpinLock。通过诸如 while (getAndSet(true) == true) 之类的方法更改循环可能会依赖于更轻松的 xchg 指令。但它还有更多内容，可能最好依靠 JVM 来做正确的事情。

【解决方案3】：

它很容易实现spinlock in Java。这里的想法是利用 Lock 接口的 tryLock() 方法。

 import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class SpinLock extends ReentrantLock{

public SpinLock() {
  super();
 }


 public void lock() {
  while(!super.tryLock()) {
    // Do Nothing
  }

 }

 public void unlock() {
  super.unlock();
 }

}

参考：https://tech693.blogspot.com/2018/08/java-spin-lock-implementation.html

【讨论】：

【解决方案4】：

是的，您可以随心所欲。

接口java.util.concurrent.locks.Lock（如ReentrantLock）的实现允许您使用tryLock 方法（从循环调用）忙等待锁定。

要实现wait 和notify 功能，您可以在Lock 上调用newCondition 方法以获取Condition 对象。 Condition 接口具有 await 和 signal/signalAll 方法，其工作方式类似于 wait 和 notify/notifyAll。

【讨论】：