排队自旋锁/Ticket Lock

Ticket Lock 是为了解决自旋锁的公平性问题,类似于现实中银行柜台的排队叫号: 锁拥有一个服务号,表示正在服务的线程,还有一个排队号；每个线程尝试获取锁之前先拿一个排队号,然后不断轮询锁的当前服务号是否是自己的排队号,如果是,则表示自己拥有了锁,不是则继续轮询。

当线程释放锁时,将服务号加1,这样下一个线程看到这个变化,就退出自旋。

简单的实现

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import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class TicketLock {
     
private AtomicInteger serviceNum = new AtomicInteger(); // 服务号
     
private AtomicInteger ticketNum = new AtomicInteger(); // 排队号

public int lock() {
           
// 首先原子性地获得一个排队号
int myTicketNum = ticketNum.getAndIncrement();

// 只要当前服务号不是自己的就不断轮询
         
while (serviceNum.get() != myTicketNum) {
         
}

return myTicketNum;
      
}

public void unlock(int myTicket) {
          
// 只有当前线程拥有者才能释放锁
          
int next = myTicket + 1;
          
serviceNum.compareAndSet(myTicket, next);
      
}
  
}
  

缺点

Ticket Lock 虽然解决了公平性的问题,但是多处理器系统上,每个进程/线程占用的处理器都在读写同一个变量serviceNum ,每次读写操作都必须在多个处理器缓存之间进行缓存同步,这会导致繁重的系统总线和内存的流量,大大降低系统整体的性能。

CLH锁和MCS锁都是为了解决这个问题的。

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