多线程（73）什么时候应该使用自旋锁而不是阻塞锁

本文主要是介绍多线程（73）什么时候应该使用自旋锁而不是阻塞锁，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

在Java中，自旋锁并不是语言内置的一种锁机制，而阻塞锁例如ReentrantLock是Java并发包java.util.concurrent.locks中提供的一种锁机制。但是，可以使用Java中的原子类（如AtomicBoolean）来模拟自旋锁的行为。接下来，我将深入探讨何时使用自旋锁而不是阻塞锁，并通过Java代码示例演示自旋锁的实现。

何时使用自旋锁

锁持有时间极短：当预期锁被持有的时间非常短时，使用自旋锁可以减少线程状态变换（从运行态到阻塞态再到运行态）的开销。
线程切换开销大：在多处理器系统上，如果线程切换的开销大于在CPU上忙等待的开销，自旋锁可能是更优的选择。
避免线程调度延迟：自旋锁可以避免线程调度导致的延迟，对于需要快速响应的系统尤其有用。

Java中模拟自旋锁的实现

在Java中，可以使用AtomicBoolean实现一个简单的自旋锁：

import java.util.concurrent.atomic.AtomicBoolean;public class SpinLock {private final AtomicBoolean lock = new AtomicBoolean(false);// 尝试获取锁public void lock() {while (!lock.compareAndSet(false, true)) {// 自旋等待}}// 释放锁public void unlock() {lock.set(false);}public static void main(String[] args) {final SpinLock spinLock = new SpinLock();Runnable task = () -> {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " trying to acquire the lock");spinLock.lock();try {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " acquired the lock");// 模拟工作Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} finally {spinLock.unlock();System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " released the lock");}};Thread t1 = new Thread(task);Thread t2 = new Thread(task);t1.start();t2.start();}
}

这个简单的自旋锁实现使用了AtomicBoolean的compareAndSet方法尝试设置锁的状态。如果compareAndSet返回false，表示锁被其他线程持有，当前线程将继续自旋等待。一旦获取到锁，即compareAndSet返回true，当前线程将退出自旋，执行临界区代码。

自旋锁 VS 阻塞锁

适用场景：自旋锁适用于锁持有时间短且CPU资源不是很紧张的情况。而阻塞锁（如ReentrantLock）适用于锁持有时间长或需要减少CPU使用率的场景。
线程状态：使用自旋锁时，线程保持在RUNNABLE状态；而使用阻塞锁时，线程可以进入WAITING或BLOCKED状态，减少了CPU的使用。
上下文切换：自旋锁可能会导致较多的CPU消耗，特别是在高并发场景下，因为它会不断循环检查锁的状态而不释放CPU。相比之下，阻塞锁会导致线程上下文切换，但可以使CPU去执行其他任务。