Java面试经常问到自旋锁相关的问题，什么是自旋锁？Java如何实现自旋锁？自旋锁的底层原理是怎样的？下面一一详解@mikechen
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。
这种采用循环加锁,等待锁释放的机制就称为自旋锁（spinlock）。
自旋锁的优缺点
自旋锁的优点：
性能较高：自旋锁不会使线程状态切换，始终处于用户态，即线程始终处于活动状态，不会让线程进入阻塞状态，减少不必要的上下文切换，性能较高。
自旋锁避免了进程上下文的调度开销，因此对于线程只会阻塞很短时间的场合是有效的，所以相比互斥锁来说，会快一些开销。
自旋锁的缺点
1）死锁：试图递归地获得自旋锁必然会引起死锁:递归程序的持有实例在第二个实例循环，以试图获得相同自旋锁时，不会释放此自旋锁。
2）在等待锁时进入循环会占用CPU，若等待的线程很多，对CPU的消耗会比较大。
2）不适合需要长时间等待的任务或线程，不适合大量线程等待的场景。
自旋锁的使用场景
1）等待时间比较短的任务中；
2）线程数量不太多的应用中；
3）当等待时间长或线程数量很大时，可以使用其他锁（比如：可重入锁）。
Java如何实现自旋锁？
看一个Java实现的例子：
public class SpinLock {
private AtomicReference<Thread> cas = new AtomicReference<Thread>();
public void lock() {
Thread current = Thread.currentThread();
// 利用CAS
while (!cas.compareAndSet(null, current)) {
// DO nothing
}
}
public void unlock() {
Thread current = Thread.currentThread();
cas.compareAndSet(current, null);
}
}
lock获取锁的方法利用的CAS，当第一个线程A获取锁的时候，能够成功获取到，不会进入while循环，如果此时线程A没有释放锁，另一个线程B又来获取锁，此时由于不满足CAS，所以就会进入while循环，不断判断是否满足CAS，直到A线程调用unlock方法释放了该锁。
Java并发包中的很多类都使用了CAS技术，是实现我们平时所说的自旋锁或乐观锁的核心操作。
CAS的算法
它的实现很简单，就是用一个预期的值和内存值进行比较，如果两个值相等，就用预期的值替换内存值，并返回 true。否则，返回 false。
CAS机制当中使用了3个基本操作数：内存地址V，旧的预期值A，要修改的新值B
更新一个变量的时候，只有当变量的预期值A和内存地址V当中的实际值相同时，才会将内存地址V对应的值修改为B
CAS的实现原理
如上图显示，两个线程：线程1和线程2同时修改值，如果通过CAS来实现，具体流程如下：
- 在内存地址V当中，存储着值为7的变量
- 线程1想要把变量的值增加1，对线程1来说，旧的预期值A=7，要修改的新值B=8
- 线程2抢先一步，把内存值V修改：8
- 线程1开始提交更新，首先对比了预期值A=7和实际值V的比较8(Compare),发现A不等于V的实际值，提交失败
关于CAS，可以查看《CAS实现原理详解》这篇文章。
陈睿mikechen
10年+大厂架构经验，资深技术专家，就职于阿里巴巴、淘宝、百度等一线互联网大厂。
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