本文主要是介绍【Java】CLH 自旋锁,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!
看java重入锁的代码,遇到了CLH队列锁,发现实现很巧妙,学习一下。
什么是自旋锁?说的是锁等待的实现方式,可以改变线程的状态,让其进入等待或者睡眠(具体状态还没研究),这就是使用线程最原生的方式实现。也可以让线程进入一个while循环,这是一种轻量级实现,没有设计线程状态的转换,节省了转换的开销,但是cpu开销可能很大,进入循环的方式就是自旋锁。
下面是一段很常见的理解CLH的代码:
class ClhSpinLock {private final ThreadLocal<Node> prev;private final ThreadLocal<Node> node;private final AtomicReference<Node> tail = new AtomicReference<Node>(new Node());public ClhSpinLock() {this.node = new ThreadLocal<Node>() {protected Node initialValue() {return new Node();}};this.prev = new ThreadLocal<Node>() {protected Node initialValue() {return null;}};}public void lock() {final Node node = this.node.get();node.locked = true;// 一个CAS操作即可将当前线程对应的节点加入到队列中,// 并且同时获得了前继节点的引用,然后就是等待前继释放锁Node pred = this.tail.getAndSet(node);this.prev.set(pred);while (pred.locked) {// 进入自旋}}public void unlock() {final Node node = this.node.get();node.locked = false;this.node.set(this.prev.get());}private static class Node {private volatile boolean locked;}
}
摘自:
http://www.cnblogs.com/zhanjindong/p/java-concurrent-package-aqs-clh-and-spin-lock.html
一个锁类有两种共享变量,第一种是线程私有的,即ThreadLocal类型,线程之间不会影响。另一种就是共享的,线程之间可见。
共享的是一个tail指针,指向整个等待队列的最后一个元素。这个也必须是共享的,否则各个线程就没有关系了。通过这个共享变量,把整个队列联系起来。另外两个变量是线程私有的,每一个线程在内部都有副本。myNode指的是当前线程对应的node,pred指的是当前线程的前驱节点。
在lock方法内,首先得到当前线程的myNode节点,这个是通过ThreadLocal的intialize方法实现的,默认返回一个新的节点代表当前线程。设置node的属性locked为true表明在使用锁,其后继节点就会在这个变量上循环。这时当前线程还没有和整个队列建立关系,所以接下来要通过全局的tail变量把自己接入队列。调用tail的getAndSet,得到当前的tail命名为pred,然后把自己设置为tail,那么pred就是当前节点的前驱节点。这个过程是通过CAS控制并发的。这时当前线程已经得到了前驱,而且把自己设置为tail,那么就先用自己的prev变量缓存前驱,在前驱上while循环。只有前驱把自己的locked设置为false,才会停止while。
这样每一个线程都通过这样的方法,用tail形成一个队列,然后在前驱自旋。整个构成是通过ThreadLocal来创建新的节点。
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