深入理解java自旋锁

public class SpinLock {
private AtomicReference<Thread> cas = new AtomicReference<Thread>();
public void lock() {
Thread current = Thread.currentThread();
// 利用CAS
while (!cas.compareAndSet(null, current)) {
// DO nothing
}
}
public void unlock() {
Thread current = Thread.currentThread();
cas.compareAndSet(current, null);
}
}

public class ReentrantSpinLock {
private AtomicReference<Thread> cas = new AtomicReference<Thread>();
private int count;
public void lock() {
Thread current = Thread.currentThread();
if (current == cas.get()) { // 如果当前线程已经获取到了锁，线程数增加一，然后返回
count++;
return;
}
// 如果没获取到锁，则通过CAS自旋
while (!cas.compareAndSet(null, current)) {
// DO nothing
}
}
public void unlock() {
Thread cur = Thread.currentThread();
if (cur == cas.get()) {
if (count > 0) {// 如果大于0，表示当前线程多次获取了该锁，释放锁通过count减一来模拟
count--;
} else {// 如果count==0，可以将锁释放，这样就能保证获取锁的次数与释放锁的次数是一致的了。
cas.compareAndSet(cur, null);
}
}
}
}

public class TicketLock {
/**
* 服务号
*/
private AtomicInteger serviceNum = new AtomicInteger();
/**
* 排队号
*/
private AtomicInteger ticketNum = new AtomicInteger();
/**
* lock:获取锁，如果获取成功，返回当前线程的排队号，获取排队号用于释放锁. <br/>
*
* @return
*/
public int lock() {
int currentTicketNum = ticketNum.incrementAndGet();
while (currentTicketNum != serviceNum.get()) {
// Do nothing
}
return currentTicketNum;
}
/**
* unlock:释放锁，传入当前持有锁的线程的排队号 <br/>
*
* @param ticketnum
*/
public void unlock(int ticketnum) {
serviceNum.compareAndSet(ticketnum, ticketnum + 1);
}
}

public class TicketLockV2 {
/**
* 服务号
*/
private AtomicInteger serviceNum = new AtomicInteger();
/**
* 排队号
*/
private AtomicInteger ticketNum = new AtomicInteger();
/**
* 新增一个ThreadLocal，用于存储每个线程的排队号
*/
private ThreadLocal<Integer> ticketNumHolder = new ThreadLocal<Integer>();
public void lock() {
int currentTicketNum = ticketNum.incrementAndGet();
// 获取锁的时候，将当前线程的排队号保存起来
ticketNumHolder.set(currentTicketNum);
while (currentTicketNum != serviceNum.get()) {
// Do nothing
}
}
public void unlock() {
// 释放锁，从ThreadLocal中获取当前线程的排队号
Integer currentTickNum = ticketNumHolder.get();
serviceNum.compareAndSet(currentTickNum, currentTickNum + 1);
}
}

import java.util.concurrent.atomic.AtomicReferenceFieldUpdater;
/**
* CLH的发明人是：Craig，Landin and Hagersten。
* 代码来源：http://ifeve.com/java_lock_see2/
*/
public class CLHLock {
/**
* 定义一个节点，默认的lock状态为true
*/
public static class CLHNode {
private volatile boolean isLocked = true;
}
/**
* 尾部节点,只用一个节点即可
*/
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() {
// 新建节点并将节点与当前线程保存起来
CLHNode node = new CLHNode();
LOCAL.set(node);
// 将新建的节点设置为尾部节点，并返回旧的节点（原子操作），这里旧的节点实际上就是当前节点的前驱节点
CLHNode preNode = UPDATER.getAndSet(this, node);
if (preNode != null) {
// 前驱节点不为null表示当锁被其他线程占用，通过不断轮询判断前驱节点的锁标志位等待前驱节点释放锁
while (preNode.isLocked) {
}
preNode = null;
LOCAL.set(node);
}
// 如果不存在前驱节点，表示该锁没有被其他线程占用，则当前线程获得锁
}
public void unlock() {
// 获取当前线程对应的节点
CLHNode node = LOCAL.get();
// 如果tail节点等于node，则将tail节点更新为null，同时将node的lock状态职位false，表示当前线程释放了锁
if (!UPDATER.compareAndSet(this, node, null)) {
node.isLocked = false;
}
node = null;
}
}

/**
* MCS:发明人名字John Mellor-Crummey和Michael Scott
* 代码来源：http://ifeve.com/java_lock_see2/
*/
public class MCSLock {
/**
* 节点，记录当前节点的锁状态以及后驱节点
*/
public static class MCSNode {
volatile MCSNode next;
volatile boolean isLocked = true;
}
private static final ThreadLocal<MCSNode> NODE = new ThreadLocal<MCSNode>();
// 队列
@SuppressWarnings("unused")
private volatile MCSNode queue;
// queue更新器
private static final AtomicReferenceFieldUpdater<MCSLock, MCSNode> UPDATER = AtomicReferenceFieldUpdater.newUpdater(MCSLock.class, MCSNode.class,
"queue");
public void lock() {
// 创建节点并保存到ThreadLocal中
MCSNode currentNode = new MCSNode();
NODE.set(currentNode);
// 将queue设置为当前节点，并且返回之前的节点
MCSNode preNode = UPDATER.getAndSet(this, currentNode);
if (preNode != null) {
// 如果之前节点不为null，表示锁已经被其他线程持有
preNode.next = currentNode;
// 循环判断，直到当前节点的锁标志位为false
while (currentNode.isLocked) {
}
}
}
public void unlock() {
MCSNode currentNode = NODE.get();
// next为null表示没有正在等待获取锁的线程
if (currentNode.next == null) {
// 更新状态并设置queue为null
if (UPDATER.compareAndSet(this, currentNode, null)) {
// 如果成功了，表示queue==currentNode,即当前节点后面没有节点了
return;
} else {
// 如果不成功，表示queue!=currentNode,即当前节点后面多了一个节点，表示有线程在等待
// 如果当前节点的后续节点为null，则需要等待其不为null（参考加锁方法）
while (currentNode.next == null) {
}
}
} else {
// 如果不为null，表示有线程在等待获取锁，此时将等待线程对应的节点锁状态更新为false，同时将当前线程的后继节点设为null
currentNode.next.isLocked = false;
currentNode.next = null;
}
}
}