java中如何实现可重入的自旋锁

可重入自旋锁通过volatile变量记录持有线程和重入次数，利用CAS实现原子更新；1. 用owner字段记录当前持有锁的线程；2. count记录重入次数；3. 加锁时先CAS设置owner为当前线程，成功则增加count，否则判断是否已持有并递增count；4. 解锁时先减count，仅当count为0时CAS清空owner；5. 需防止非持有线程解锁，且避免在synchronized中嵌套使用以防死锁。

Java 中实现可重入的自旋锁，核心在于：用一个 volatile int 记录持有线程的重入次数，并用 Thread.currentThread() 判断是否为当前线程重入；同时借助 Unsafe.compareAndSetInt（或 JDK9+ 的 VarHandle）实现无锁的原子状态更新。它不依赖 synchronized 或 AQS，纯靠 CPU 自旋等待，适合临界区极短、竞争不激烈的场景。

关键字段设计

一个可重入自旋锁需要三个基本状态信息：

• owner：记录当前持有锁的线程（用 AtomicReference 或 volatile Thread 字段）
• count：记录该线程的重入次数（用 AtomicInteger 或 volatile int，但需保证与 owner 更新的原子性）
• （可选）spinLimit：限制最大自旋次数，避免过度消耗 CPU

保证 owner 和 count 原子更新

单独用两个 volatile 变量无法保证“先设 owner 再增 count”的原子性。推荐两种方式：

• 单变量编码法：把 owner 的 identityHashCode 和 count 合并成一个 long（低位存 count，高位存 hash），用 Unsafe.compareAndSwapLong 一次更新。缺点是可能哈希冲突（极低概率），且无法直接比对 Thread 实例
• 双字段 + 循环 CAS 法（更实用）：先 CAS 设置 owner 为当前线程；成功后，再 CAS 增加 count；若期间 owner 被改，就重试。代码结构类似：

while (true) {
  Thread t = owner.get();
  if (t == null) {
    if (owner.compareAndSet(null, Thread.currentThread())) {
      count.incrementAndGet();
      break;
    }
  } else if (t == Thread.currentThread()) {
    count.incrementAndGet();
    break;
  } else {
    // 自旋等待或 yield
    Thread.onSpinWait();
  }
}

立即学习“Java免费学习笔记（深入）”；

PHP5 和 MySQL 圣经

本书是全面讲述PHP与MySQL的经典之作，书中不但全面介绍了两种技术的核心特性，还讲解了如何高效地结合这两种技术构建健壮的数据驱动的应用程序。本书涵盖了两种技术新版本中出现的最新特性，书中大量实际的示例和深入的分析均来自于作者在这方面多年的专业经验，可用于解决开发者在实际中所面临的各种挑战。

485

查看详情

unlock() 必须严格配对

释放锁时不能简单清空 owner，必须先减 count；仅当 count 减到 0 时，才将 owner 设为 null：

• 检查当前线程是否为 owner，否则抛 IllegalMonitorStateException
• 执行 count.decrementAndGet()
• 若结果为 0，则 owner.compareAndSet(currentThread, null) —— 这步也要 CAS，防止竞态

注意事项和局限

这种锁不是线程安全的公平锁，也不支持条件队列（wait/notify）。实际使用中要注意：

• 自旋会持续占用 CPU，临界区务必足够轻量（比如只做几个字段赋值）
• 高竞争下性能急剧下降，此时应考虑 ReentrantLock 或 StampedLock
• JDK 没有内置可重入自旋锁，java.util.concurrent.locks.StampedLock 的乐观读模式底层用了类似思想，但不可直接复用为通用可重入锁
• 禁止在 synchronized 块内调用它的 lock()，会导致死锁风险（自旋锁不可重入到 monitor）

基本上就这些。写对不难，但容易忽略 count 归零时的 owner 清理原子性，以及非持有线程 unlock 的校验。

以上就是java中如何实现可重入的自旋锁的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！