锁作为并发共享数据,保证一致性的工具,在JAVA平台有多种实现(如 synchronized 和 ReentrantLock等等 ) 。这些已经写好提供的锁为我们开发提供了便利,但是锁的具体性质以及类型却很少被提及。本系列文章将分析JAVA下常见的锁名称以及特性,为大家答疑解惑。 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 01 | package com.alipay.titan.dcc.dal.entity; |
03 | import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger; |
05 | public class TicketLock { |
06 | private AtomicInteger serviceNum = new AtomicInteger(); |
07 | private AtomicInteger ticketNum = new AtomicInteger(); |
08 | private static final ThreadLocal LOCAL = new ThreadLocal(); |
11 | int myticket = ticketNum.getAndIncrement(); |
13 | while (myticket != serviceNum.get()) { |
19 | int myticket = LOCAL.get(); |
20 | 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, 01 | import java.util.concurrent.atomic.AtomicReferenceFieldUpdater; |
04 | public static class CLHNode { |
05 | private volatile boolean isLocked = true ; |
08 | @SuppressWarnings ( 'unused' ) |
09 | private volatile CLHNode tail; |
10 | private static final ThreadLocal LOCAL = new ThreadLocal(); |
11 | private static final AtomicReferenceFieldUpdater UPDATER = AtomicReferenceFieldUpdater.newUpdater(CLHLock. class , |
12 | CLHNode. class , 'tail' ); |
15 | CLHNode node = new CLHNode(); |
17 | CLHNode preNode = UPDATER.getAndSet( this , node); |
19 | while (preNode.isLocked) { |
27 | CLHNode node = LOCAL.get(); |
28 | if (!UPDATER.compareAndSet( this , node, null )) { |
29 | node.isLocked = false ; |
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。 01 | import java.util.concurrent.atomic.AtomicReferenceFieldUpdater; |
04 | public static class MCSNode { |
06 | volatile boolean isLocked = true ; |
09 | private static final ThreadLocal NODE = new ThreadLocal(); |
10 | @SuppressWarnings ( 'unused' ) |
11 | private volatile MCSNode queue; |
12 | private static final AtomicReferenceFieldUpdater UPDATER = AtomicReferenceFieldUpdater.newUpdater(MCSLock. class , |
13 | MCSNode. class , 'queue' ); |
16 | MCSNode currentNode = new MCSNode(); |
17 | NODE.set(currentNode); |
18 | MCSNode preNode = UPDATER.getAndSet( this , currentNode); |
20 | preNode.next = currentNode; |
21 | while (currentNode.isLocked) { |
28 | MCSNode currentNode = NODE.get(); |
29 | if (currentNode.next == null ) { |
30 | if (UPDATER.compareAndSet( this , currentNode, null )) { |
33 | while (currentNode.next == null ) { |
37 | currentNode.next.isLocked = false ; |
38 | currentNode.next = null ; |
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)。
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