作者：山鸡

锁作为并发共享数据，保证一致性的工具，在JAVA平台有多种实现(如 synchronized 和 ReentrantLock等等 ) 。这些已经写好提供的锁为我们开发提供了便利，但是锁的具体性质以及类型却很少被提及。本系列文章将分析JAVA下常见的锁名称以及特性，为大家答疑解惑。

2.自旋锁的其他种类

上篇我们讲到了自旋锁，在自旋锁中 另有三种常见的锁形式:TicketLock ，CLHlock 和MCSlock

Ticket锁主要解决的是访问顺序的问题，主要的问题是在多核cpu上

package com.alipay.titan.dcc.dal.entity;import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;public class TicketLock {private AtomicInteger                     serviceNum = new AtomicInteger();private AtomicInteger                     ticketNum  = new AtomicInteger();private static final ThreadLocal<Integer> LOCAL      = new ThreadLocal<Integer>();public void lock() {int myticket = ticketNum.getAndIncrement();LOCAL.set(myticket);while (myticket != serviceNum.get()) {}}public void unlock() {int myticket = LOCAL.get();serviceNum.compareAndSet(myticket, myticket + 1);}
}

每次都要查询一个serviceNum 服务号，影响性能（必须要到主内存读取，并阻止其他cpu修改）。

CLHLock 和MCSLock 则是两种类型相似的公平锁，采用链表的形式进行排序，

import java.util.concurrent.atomic.AtomicReferenceFieldUpdater;public class CLHLock {public static class CLHNode {private volatile boolean isLocked = true;}@SuppressWarnings("unused")private volatile CLHNode                                           tail;private static final ThreadLocal<CLHNode>                          LOCAL   = new ThreadLocal<CLHNode>();private static final AtomicReferenceFieldUpdater<CLHLock, CLHNode> UPDATER = AtomicReferenceFieldUpdater.newUpdater(CLHLock.class,CLHNode.class, "tail");public void lock() {CLHNode node = new CLHNode();LOCAL.set(node);CLHNode preNode = UPDATER.getAndSet(this, node);if (preNode != null) {while (preNode.isLocked) {}preNode = null;LOCAL.set(node);}}public void unlock() {CLHNode node = LOCAL.get();if (!UPDATER.compareAndSet(this, node, null)) {node.isLocked = false;}node = null;}
}

CLHlock是不停的查询前驱变量， 导致不适合在NUMA 架构下使用（在这种结构下，每个线程分布在不同的物理内存区域）

MCSLock则是对本地变量的节点进行循环。不存在CLHlock 的问题。

import java.util.concurrent.atomic.AtomicReferenceFieldUpdater;public class MCSLock {public static class MCSNode {volatile MCSNode next;volatile boolean isLocked = true;}private static final ThreadLocal<MCSNode>                          NODE    = new ThreadLocal<MCSNode>();@SuppressWarnings("unused")private volatile MCSNode                                           queue;private static final AtomicReferenceFieldUpdater<MCSLock, MCSNode> UPDATER = AtomicReferenceFieldUpdater.newUpdater(MCSLock.class,MCSNode.class, "queue");public void lock() {MCSNode currentNode = new MCSNode();NODE.set(currentNode);MCSNode preNode = UPDATER.getAndSet(this, currentNode);if (preNode != null) {preNode.next = currentNode;while (currentNode.isLocked) {}}}public void unlock() {MCSNode currentNode = NODE.get();if (currentNode.next == null) {if (UPDATER.compareAndSet(this, currentNode, null)) {} else {while (currentNode.next == null) {}}} else {currentNode.next.isLocked = false;currentNode.next = null;}}
}

从代码上 看，CLH 要比 MCS 更简单，

CLH 的队列是隐式的队列，没有真实的后继结点属性。

MCS 的队列是显式的队列，有真实的后继结点属性。

JUC ReentrantLock 默认内部使用的锁 即是 CLH锁（有很多改进的地方，将自旋锁换成了阻塞锁等等）。