Java中初始是使用mutex互斥锁，因为互斥锁是会线程等待挂起，而对获取锁后的操作时间比较短暂的应用场景来说，这样的锁会让竞争锁的线程不停的park,unpark 的操作，这样的系统的调用性能是非常糟糕的，为了提高锁的性能，java 在6 默认使用了自旋锁。

在Linux中本身就已经提供了自旋锁的系统调用，在glibc-2.9中就有它的比较简单的实现方法

intpthread_spin_lock (lock) pthread_spinlock_t *lock;

{

asm ("\n"

"1:\t"LOCK_PREFIX"decl %0\n\t"

"jne 2f\n\t"

".subsection 1\n\t"

".align 16\n"

"2:\trep; nop\n\t"

"cmpl $0, %0\n\t"

"jg 1b\n\t"

"jmp 2b\n\t"

".previous"

:"=m"(*lock)

:"m"(*lock));

return0;

}通过总线锁把参数-1保证了减法的原子性，如果减后的值是(0)的代表获得锁，其他线程的线程自旋直到参数变成初始值(1)，继续竞争锁，直到获得这把锁。

Java 并没有使用系统自带的自旋锁，自己重写了自旋锁的逻辑，并且增加了自旋的次数的控制。详细见-XX:+UseSpinning 和 -XX:PreBlockSpin=xx

让我们具体来看是如何实现的，注意这是mutex锁中所实现的lock，而并不是synchinized 的锁的spin lock的实现(这个你可以参考synchronizer.cpp里的方法TrySpin_VaryDuration)

intMonitor::TrySpin (Thread *constSelf) {

if(TryLock())return1;

if(!os::is_MP())return0;

intProbes  =0;

intDelay   =0;

intSteps   =0;

intSpinMax = NativeMonitorSpinLimit ;

intflgs    = NativeMonitorFlags ;

for(;;) {

intptr_t v = _LockWord.FullWord;

if((v & _LBIT) ==0) {

if(CASPTR (&_LockWord, v, v|_LBIT) == v) {

return1;

}

continue;

}

if((flgs &8) ==0) {

SpinPause () ;

}

// Periodically increase Delay -- variable Delay form

// conceptually: delay *= 1 + 1/Exponent

++ Probes;

if(Probes > SpinMax)return0;

if((Probes &0x7) ==0) {

Delay = ((Delay <<1)|1) &0x7FF;

// CONSIDER: Delay += 1 + (Delay/4); Delay &= 0x7FF ;

}

if(flgs &2)continue;

// Consider checking _owner's schedctl state, if OFFPROC abort spin.

// If the owner is OFFPROC then it's unlike that the lock will be dropped

// in a timely fashion, which suggests that spinning would not be fruitful

// or profitable.

// Stall for "Delay" time units - iterations in the current implementation.

// Avoid generating coherency traffic while stalled.

// Possible ways to delay:

//   PAUSE, SLEEP, MEMBAR #sync, MEMBAR #halt,

//   wr %g0,%asi, gethrtime, rdstick, rdtick, rdtsc, etc. ...

// Note that on Niagara-class systems we want to minimize STs in the

// spin loop.  N1 and brethren write-around the L1$ over the xbar into the L2$.

// Furthermore, they don't have a W$ like traditional SPARC processors.

// We currently use a Marsaglia Shift-Xor RNG loop.

Steps += Delay ;

if(Self != NULL) {

jint rv = Self->rng[0] ;

for(intk = Delay ; --k >=0; ) {

rv = MarsagliaXORV (rv) ;

if((flgs &4) ==0&& SafepointSynchronize::do_call_back())return0;

}

Self->rng[0] = rv ;

}else{

Stall (Delay) ;

}

}

}

a.os::is_MP() 判断系统是否是多核的系统，在单核下，自旋锁是没有意义的。

b.CASPTR 使用了 Atomic::cmpxchg_ptr 原子语义 cmpxchg 比较替换，如果比较的值相等就替换成需要的值并且返回去比较的值，如果不相同返回被比较的值的内容。

在这里的语义是比较_LockWord.FullWord 和 _Lockword 的值是否相同，如果相同就把_Lockword 的值置换成v|_LBIT(_LBIT的值是1)。

自旋锁的逻辑：判断_LockWord.FullWord bit 0 是否是0，如果是0代表没有占有锁，那就尝试去占有锁，通过原子替换置bit0 为1，如果置换成功那么代表拥有锁，没有则进入自旋。

SpinPause ()  函数

在linux_x86 64位机器上 定义了

.globl SpinPause

.align 16

.type  SpinPause,@function

SpinPause:

rep

nop

movq   $1, %rax

ret

主要在rep, nop 的指令经过编译器后的指令是pause,是用于提高cpu性能的，在官方上描述pase指令是为了避免memory order violation ，有种说法就是cpu是流水线的处理指令的，当原子指令store的时候，而如果有线程同时也在load他的值，那么load 必须等到store 执行成功,这样cpu就无法进行流水线作业了。但我更觉的这是个加强版的nop 也就是多增加几个空的机器周期，一来省电，二来本身spin lock就需要cpu空运行，并且不需要访问内存。

c.SafepointSynchronize::do_call_back()这是一个安全点，提供一个停止自旋锁的切入点，比如vm thread,在做线程dump, 内存 dump的时候，是需要让 自旋锁提前停止的。

d.if (Probes > SpinMax) return 0 ; 当大于自旋的次数的时候，自旋自动退出,也就是前面所说的参数-XX:PreBlockSpin

最后这里还有个比较有意思的方法MarsagliaXORV (rv) ; 是算随机数的，不清楚为什么java让cpu自旋的过程中计算随机数的意义何在，为了不让cpu空转？感觉用spinpase 更合理一点。