0

0

如何在Java中实现自旋锁_while循环结合AtomicReference进行无阻塞等待

P粉602998670

P粉602998670

发布时间:2026-03-13 09:59:02

|

177人浏览过

|

来源于php中文网

原创

自旋锁不能直接用while(true)因会吃满CPU且无内存可见性保障,需用volatile或AtomicReference等保证happens-before;应避免手写普通布尔变量循环,推荐AtomicReference/Integer表示状态,解锁用set()或lazySet()而非compareAndSet()。

如何在java中实现自旋锁_while循环结合atomicreference进行无阻塞等待

自旋锁为什么不能直接用 while(true)

因为死循环会吃满 CPU,且没有内存可见性保障。Java 中的普通变量在多线程下可能被缓存到寄存器或 CPU 本地缓存,while(flag == false) 可能永远不退出,哪怕另一个线程已把 flag 设为 true

必须配合 volatile 或原子类的内存语义——AtomicReferenceget()compareAndSet() 都有 happens-before 保证,能强制读取主内存最新值。

  • 别手写 while(flag) + 普通布尔变量,这是最常见翻车点
  • AtomicReference<boolean></boolean> 不推荐:装箱开销大,且布尔值本身无法体现“锁状态”的原子切换意图
  • 更合适的是用 AtomicReference<thread></thread>AtomicInteger 表示持有者/计数

compareAndSet() 是核心,但不是万能的

自旋锁靠反复尝试 compareAndSet(null, currentThread) 来抢锁。成功即获得锁;失败就继续循环。但要注意:

  • 失败后不能立刻重试,否则在高竞争下造成大量 CAS 失败和总线争用,拖慢所有线程
  • 建议加入简单退避:比如 Thread.onSpinWait()(JDK9+),或短睡眠 Thread.yield(),甚至小次数的 LockSupport.parkNanos(1)
  • compareAndSet() 返回 false 不代表锁被别人长期持有,可能是伪共享、缓存未及时同步,或只是瞬时竞争

示例关键逻辑:

立即学习Java免费学习笔记(深入)”;

触站AI
触站AI

专业的中文版AI绘画生成平台

下载
while (!state.compareAndSet(null, Thread.currentThread())) {
    Thread.onSpinWait(); // JDK9+ 推荐,比空转友好
}

解锁必须用 set()lazySet(),不能用 compareAndSet(old, null)

解锁是单线程行为(只有持有者能解),不需要原子性验证。用 compareAndSet(currentThread, null) 多此一举,还可能因线程对象被 GC 或复用导致误判。

  • 正确做法:state.set(null) 或更轻量的 state.lazySet(null)(避免写屏障,适合单写场景)
  • 如果用了 AtomicInteger 做状态(0=空闲,1=占用),解锁就是 state.set(0)
  • 千万别在解锁时检查当前线程是否匹配——这反而引入不必要的分支和内存读,且破坏了“解锁只由持有者执行”的前提

自旋锁不适合长时间持锁或低频竞争场景

它本质是用 CPU 时间换上下文切换开销。一旦临界区稍长(比如 > 几百纳秒),或者锁竞争不激烈,自旋就纯属浪费资源。

  • 典型适用场景:锁住极短操作,如更新一个计数器、修改一个标志位、无锁队列的 head/tail 指针调整
  • 不适用场景:IO 等待、数据库查询、任意可能阻塞或耗时的操作
  • 生产环境慎用裸自旋锁;优先考虑 java.util.concurrent.locks.StampedLock 的乐观读,或 ReentrantLocktryLock() 配合退避策略

真正难的不是写出来,而是判断「此刻该不该自旋」——这得看热点路径的实测延迟分布,而不是凭感觉。

热门AI工具

更多
DeepSeek
DeepSeek

幻方量化公司旗下的开源大模型平台

豆包大模型
豆包大模型

字节跳动自主研发的一系列大型语言模型

WorkBuddy
WorkBuddy

腾讯云推出的AI原生桌面智能体工作台

腾讯元宝
腾讯元宝

腾讯混元平台推出的AI助手

文心一言
文心一言

文心一言是百度开发的AI聊天机器人,通过对话可以生成各种形式的内容。

讯飞写作
讯飞写作

基于讯飞星火大模型的AI写作工具,可以快速生成新闻稿件、品宣文案、工作总结、心得体会等各种文文稿

即梦AI
即梦AI

一站式AI创作平台,免费AI图片和视频生成。

ChatGPT
ChatGPT

最最强大的AI聊天机器人程序,ChatGPT不单是聊天机器人,还能进行撰写邮件、视频脚本、文案、翻译、代码等任务。

相关专题

更多
c语言中null和NULL的区别
c语言中null和NULL的区别

c语言中null和NULL的区别是:null是C语言中的一个宏定义,通常用来表示一个空指针,可以用于初始化指针变量,或者在条件语句中判断指针是否为空;NULL是C语言中的一个预定义常量,通常用来表示一个空值,用于表示一个空的指针、空的指针数组或者空的结构体指针。

254

2023.09.22

java中null的用法
java中null的用法

在Java中,null表示一个引用类型的变量不指向任何对象。可以将null赋值给任何引用类型的变量,包括类、接口、数组、字符串等。想了解更多null的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

1089

2024.03.01

while的用法
while的用法

while的用法是“while 条件: 代码块”,条件是一个表达式,当条件为真时,执行代码块,然后再次判断条件是否为真,如果为真则继续执行代码块,直到条件为假为止。本专题为大家提供while相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

107

2023.09.25

while的用法
while的用法

while的用法是“while 条件: 代码块”,条件是一个表达式,当条件为真时,执行代码块,然后再次判断条件是否为真,如果为真则继续执行代码块,直到条件为假为止。本专题为大家提供while相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

107

2023.09.25

c++中volatile关键字的作用
c++中volatile关键字的作用

本专题整合了c++中volatile关键字的相关内容,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

76

2025.10.23

线程和进程的区别
线程和进程的区别

线程和进程的区别:线程是进程的一部分,用于实现并发和并行操作,而线程共享进程的资源,通信更方便快捷,切换开销较小。本专题为大家提供线程和进程区别相关的各种文章、以及下载和课程。

765

2023.08.10

Python 多线程与异步编程实战
Python 多线程与异步编程实战

本专题系统讲解 Python 多线程与异步编程的核心概念与实战技巧,包括 threading 模块基础、线程同步机制、GIL 原理、asyncio 异步任务管理、协程与事件循环、任务调度与异常处理。通过实战示例,帮助学习者掌握 如何构建高性能、多任务并发的 Python 应用。

377

2025.12.24

java多线程相关教程合集
java多线程相关教程合集

本专题整合了java多线程相关教程,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

32

2026.01.21

Python异步编程与Asyncio高并发应用实践
Python异步编程与Asyncio高并发应用实践

本专题围绕 Python 异步编程模型展开,深入讲解 Asyncio 框架的核心原理与应用实践。内容包括事件循环机制、协程任务调度、异步 IO 处理以及并发任务管理策略。通过构建高并发网络请求与异步数据处理案例,帮助开发者掌握 Python 在高并发场景中的高效开发方法,并提升系统资源利用率与整体运行性能。

37

2026.03.12

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
Kotlin 教程
Kotlin 教程

共23课时 | 4.3万人学习

C# 教程
C# 教程

共94课时 | 11.2万人学习

Java 教程
Java 教程

共578课时 | 81万人学习

关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号 技术交流群
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号