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      自旋鎖原理是什么?自旋鎖有什么優缺點?【java面試】

      更新時間:2020年05月26日13時51分 來源:傳智播客 瀏覽次數:

      自旋鎖原理非常簡單,如果持有鎖的線程能在很短時間內釋放鎖資源,那么那些等待競爭鎖的線程就不需要做內核態和用戶態之間的切換進入阻塞掛起狀態,它們只需要等一等(自旋),等持有鎖的線程釋放鎖后即可立即獲取鎖,這樣就避免用戶線程和內核的切換的消耗。

      線程自旋是需要消耗cup的,說白了就是讓cup在做無用功,如果一直獲取不到鎖,那線程也不能一直占用cup自旋做無用功,所以需要設定一個自旋等待的最大時間。

      如果持有鎖的線程執行的時間超過自旋等待的最大時間扔沒有釋放鎖,就會導致其它爭用鎖的線程在最大等待時間內還是獲取不到鎖,這時爭用線程會停止自旋進入阻塞狀態。

      自旋鎖有什么優缺點?

      自旋鎖盡可能的減少線程的阻塞,這對于鎖的競爭不激烈,且占用鎖時間非常短的代碼塊來說性能可以大幅度提升,因為自旋的消耗會小于線程阻塞掛起再喚醒的操作的消耗,這些操作會導致線程發生兩次上下文切換!

      但是如果鎖的競爭激烈,或者持有鎖的線程需要長時間占用鎖執行同步塊,這時候就不適合使用自旋鎖了,因為自旋鎖在獲取鎖前一直都是占用cpu做無用功,同時有大量線程在競爭一個鎖,會導致獲取鎖的時間很長,線程自旋的消耗大于線程阻塞掛起操作的消耗,其它需要cup的線程又不能獲取到cpu,造成 cpu的浪費。所以這種情況下我們要關閉自旋鎖;自旋鎖時間閾值(1.6 引入了適應性自旋鎖)。

      自旋鎖的目的是為了占著CPU的資源不釋放,等到獲取到鎖立即進行處理。但是如何去選擇自旋的執行時間呢?如果自旋執行時間太長,會有大量的線程處于自旋狀態占用CPU資源,進而會影響整體系統的性能。因此自旋的周期選的額外重要!

      JVM 對于自旋周期的選擇,Jdk1.5這個限度是一定的寫死的,在1.6引入了適應性自旋鎖,適應性自旋鎖意味著自旋的時間不在是固定的了,而是由前一次在同一個鎖上的自旋時間以及鎖的擁有者的狀態來決定,基本認為一個線程上下文切換的時間是最佳的一個時間,同時JVM還針對當前CPU的負荷情況做了較多的優化,如果平均負載小于CPUs則一直自旋,如果有超過(CPUs/2)個線程正在自旋,則后來線程直接阻塞,如果正在自旋的線程發現Owner發生了變化則延遲自旋時間(自旋計數)或進入阻塞,如果 CPU 處于節電模式則停止自旋,自旋時間的最壞情況是CPU的存儲延遲(CPU A 存儲了一個數據,到CPU B得知這個數據直接的時間差),自旋時會適當放棄線程優先級之間的差異。

      以上我們介紹了自旋鎖的原理和優缺點希望對你有所幫助,如果您系統學習java提升java技術能力,推薦了解傳智播客java中級程序員培訓課程。在傳智播客學習java是什么體驗?下面我們通過一個視頻來了解。

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