几种自旋锁SpinLock，TicketLock，CLHLock，以及可重入实现要点，非阻塞锁实现要点

http://blog.csdn.net/binling/article/details/50419103 

最核心的东西：synchronization state，同步状态：指示当前线程是否可以proceed还是需要wait的状态。

1.普通SpinLock (支持可重入的版本）

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class SpinLock {  

    // use thread itself as  synchronization state  

    private AtomicReference<Thread> owner = new AtomicReference<Thread>();   

    private int count = 0; // reentrant count of a thread, no need to be volatile  

    public void lock() {  

        Thread t = Thread.currentThread();  

        if (t == owner.get()) { // if re-enter, increment the count.  

            ++count;  

            return;  

        }  

        while (owner.compareAndSet(null, t)) {} //spin  

    }  

    public void unlock() {  

        Thread t = Thread.currentThread();  

        if (t == owner.get()) { //only the owner could do unlock;  

            if (count > 0) --count; // reentrant count not zero, just decrease the counter.  

            else {  

                owner.set(null);// compareAndSet is not need here, already checked  

            }  

        }  

    }  

}  

为什么用Thread 本身当 同步状态而不是一个简单的boolean flag? 因为可以携带更多信息（当前owning thread)

1) 支持可重入，判断是否是重入，重入不需要改变同步状态，而只需要计数

2）确保只有锁的拥有者才能做unlock

2 TicketLock

思路：类似银行办业务，先取一个号，然后等待叫号叫到自己。好处：保证FIFO，先取号的肯定先进入。而普通的SpinLock，大家都在转圈，锁释放后谁刚好转到这谁进入。

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class TicketLock {  

    private AtomicInteger serviceNum = new AtomicInteger(0);  

    private AtomicInteger ticketNum = new AtomicInteger(0);  

    private static final ThreadLocal<Integer> myNum = new ThreadLocal<Integer>();  

    public void lock () {  

        myNum.set(ticketNum.getAndIncrement());  

        while (serviceNum.get() != myNum.get()) {};  

    }  

    public void unlock() {  

        serviceNum.compareAndSet(myNum.get(), myNum.get() + 1);  

    }  

}  

3 CLHLock 

CLH好处

1）公平，FIFO，先来后到的顺序进入锁

2）而且没有竞争同一个变量，因为每个线程只要等待自己的前继释放就好了。





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public class CLHLock implements Lock {  

    AtomicReference<QNode> tail = new AtomicReference<QNode>(new QNode());  

    ThreadLocal<QNode> myPred;  

    ThreadLocal<QNode> myNode;  

  

    public CLHLock() {  

        tail = new AtomicReference<QNode>(new QNode());  

        myNode = new ThreadLocal<QNode>() {  

            protected QNode initialValue() {  

                return new QNode();  

            }  

        };  

        myPred = new ThreadLocal<QNode>() {  

            protected QNode initialValue() {  

                return null;  

            }  

        };  

    }  

  

    @Override  

    public void lock() {  

        QNode qnode = myNode.get();  

        qnode.locked = true;  

        QNode pred = tail.getAndSet(qnode);  

        myPred.set(pred);  

        while (pred.locked) {  

        }  

    }  

  

    @Override  

    public void unlock() {  

        QNode qnode = myNode.get();  

        qnode.locked = false;  

        myNode.set(myPred.get());  

    }  

}     

4 阻塞锁的实现

CLH每个线程lock 的时候 spin on 它的前驱，不park，unlock的时候，只需要修改自身状态，不需要唤醒（unpark）后继线程。而阻塞方式下，lock的时候需要park自己，unlock的时候要 unpark后继

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package lock;  

  

import java.util.concurrent.atomic.AtomicReferenceFieldUpdater;  

import java.util.concurrent.locks.LockSupport;  

  

public class CLHLock1 {  

    public static class CLHNode {  

        private volatile Thread isLocked;  

    }  

  

    @SuppressWarnings("unused")  

    private volatile CLHNode tail;  

    private static final ThreadLocal<CLHNode> LOCAL   = new ThreadLocal<CLHNode>();  

    private static final AtomicReferenceFieldUpdater<CLHLock1, CLHNode> UPDATER =  

                                AtomicReferenceFieldUpdater.newUpdater(CLHLock1.class,  

                                                                       CLHNode.class, "tail");  

  

    public void lock() {  

        CLHNode node = new CLHNode();  

        LOCAL.set(node);  

        CLHNode preNode = UPDATER.getAndSet(this, node);  

        if (preNode != null) {  

            preNode.isLocked = Thread.currentThread();  

            LockSupport.park(this);  

            preNode = null;  

            LOCAL.set(node);  

        }  

    }  

  

    public void unlock() {  

        CLHNode node = LOCAL.get();  

        if (!UPDATER.compareAndSet(this, node, null)) {  

            System.out.println("unlock\t" + node.isLocked.getName());  

            LockSupport.unpark(node.isLocked);  

        }  

        node = null;  

    }  

}