Java 基础中怎么编写一个基于 CAS 的自定义自旋锁-java教程-PHP中文网

java自旋锁基于cas用atomicinteger控制0/1状态，通过循环+onspinwait()自旋获取锁，适合短临界区低竞争场景；不支持可重入、无公平性、不可中断，高竞争下性能差。

java 基础中怎么编写一个基于 cas 的自定义自旋锁

Java 中基于 CAS 实现自定义自旋锁，核心是用 java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger 或 AtomicReference 控制锁状态，通过循环 + CAS 尝试获取锁，不阻塞线程。它适合临界区极短、竞争不激烈的场景，避免上下文切换开销。

锁状态设计与原子变量选择

自旋锁只需两种状态：未锁定（0）和已锁定（1）。推荐使用 AtomicInteger，初始值为 0；也可用 AtomicReference<thread></thread> 实现可重入或记录持有线程（但纯自旋锁通常不考虑重入）。关键在于所有状态变更必须通过 CAS 原子完成。

用 AtomicInteger state：0 表示空闲，1 表示已被占用
获取锁时调用 state.compareAndSet(0, 1)，成功即获得锁
释放锁时设为 0：state.set(0)（无需 CAS，因只有持有者能释放）

自旋等待逻辑：避免忙等耗尽 CPU

单纯 while(true) 会持续占用 CPU。应在每次 CAS 失败后插入轻量级让步，例如 Thread.onSpinWait()（JDK9+）或 Thread.yield()。更优做法是结合短暂的 LockSupport.parkNanos(1)，但严格来说已偏离“纯自旋”——若需平衡响应与资源，可加入指数退避。

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基础写法：while (!state.compareAndSet(0, 1)) { Thread.onSpinWait(); }
简单退避示例：失败后 Thread.sleep(1) 不推荐（涉及系统调用）；可用 for (int i = 0; i 模拟短暂停顿

完整可运行示例（非重入、无超时）

以下是一个最小可行的自定义自旋锁实现：

<font size="2"><pre class="brush:php;toolbar:false;">public class SimpleSpinLock {
    private final AtomicInteger state = new AtomicInteger(0); // 0: free, 1: locked

    public void lock() {
        while (!state.compareAndSet(0, 1)) {
            Thread.onSpinWait(); // JDK9+ 推荐；JDK8 可用 Thread.yield()
        }
    }

    public void unlock() {
        state.set(0); // 仅持有线程应调用，不校验线程身份
    }
}

使用方式类似 synchronized：

<font size="2"><pre class="brush:php;toolbar:false;">SimpleSpinLock lock = new SimpleSpinLock();
new Thread(() -> {
    lock.lock();
    try {
        // 临界区操作
        System.out.println("Thread " + Thread.currentThread().getName() + " is in critical section");
        Thread.sleep(100);
    } catch (InterruptedException e) {
        Thread.currentThread().interrupt();
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}).start();