【CAP】CAS和自旋锁

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【CAP】CAS和自旋锁

自旋锁可以看成是不断自动重试的乐观锁，也会有乐观锁的ABA问题。

自旋锁的实现基础是CAS功能。

什么是自旋锁？

自旋锁（spinlock）：是指当一个线程在获取锁的时候，如果锁已经被其它线程获取，那么该线程将循环等待，然后不断的判断锁是否能够被成功获取，直到获取到锁才会退出循环。

获取锁的线程一直处于活跃状态，但是并没有执行任何有效的任务，使用这种锁会造成busy-waiting。

它是为实现保护共享资源而提出一种锁机制。其实，自旋锁与互斥锁比较类似，它们都是为了解决对某项资源的互斥使用。无论是互斥锁，还是自旋锁，在任何时刻，最多只能有一个保持者，也就说，在任何时刻最多只能有一个执行单元获得锁。

两者在调度机制上略有不同。对于互斥锁，如果资源已经被占用，资源申请者只能进入睡眠状态。但是自旋锁不会引起调用者睡眠，如果自旋锁已经被别的执行单元保持，调用者就一直循环在那里看是否该自旋锁的保持者已经释放了锁，”自旋”一词就是因此而得名。

什么是CAS

CAS（Compare-and-Swap），即比较并替换，是一种实现并发算法时常用到的技术，Java并发包中的很多类都使用了CAS技术。

这里以AtomicInteger说明一下

    public final int incrementAndGet() {for (;;) {int current = get();int next = current + 1;if (compareAndSet(current, next))return next;}}

加1就是先获取当前值，加1，设置时先对比当前值是不是内存中的值，如果是设置新值。

内存对比是通过本地方法实现的，需要操作系统的支持。

如果成功就可以退出循环，否则一直尝试。

用AtomicReference实现自旋锁

自旋锁就是线程调用lock()后，其他线程再调用lock()会卡住，等待锁的释放。

public class SpinLock {private AtomicReference<Thread> lock = new AtomicReference<Thread>();public void lock() {Thread current = Thread.currentThread();// 利用CASwhile (!lockpareAndSet(null, current)) {// DO nothing}}public void unlock() {Thread current = Thread.currentThread();lockpareAndSet(current, null);}
}

可以看出，第一个线程调用lock()时lock没有set过值，对象是null，第二个线程在调用时已经set过值，所以会一直循环。

只有当第一个线程unlock()之后第二个循环才能结束。

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