你好,我是风一样的树懒,一个工作十多年的后端开发,曾就职京东、阿里等多家互联网头部企业。
文章可能会比较长,主要解析的非常详解,或涉及一些底层知识,供面试高阶难度用。可以根据自己实际理解情况合理取舍阅读
自旋锁和 sleep 是两种不同的同步机制,如果面试官直接问你为什么选择使用自旋锁而不是 sleep,通常可能是面试官设置的一个陷阱,两者应对的场景是不一样的,没有谁对谁错,一定要看当时的场景。我们先看看两张的区别:
自旋锁(Spinlock):当一个线程请求锁时,如果锁已经被其他线程持有,那么该线程会在一个循环中不断检查锁的状态,直到锁变为可用。这种方式称为“自旋”。
自旋锁的核心思想是,不让线程进入阻塞状态,而是持续不断地忙等待,即使线程处于忙等待状态,CPU 会继续消耗资源来执行该线程的检查操作。
Sleep(阻塞):当一个线程请求锁时,如果锁已经被其他线程持有,线程会进入阻塞状态,等待操作系统调度该线程来继续执行。操作系统会将线程从调度队列中移除,直到锁可用时再唤醒线程。
自旋锁适用场景:
当锁竞争非常短暂时,使用自旋锁往往会比使用 sleep 或 wait 更高效。例如,某个线程只需要短时间的操作就能释放锁,其他线程如果进入 sleep,就可能需要等待调度,导致不必要的上下文切换和调度开销。
在锁争用非常短的情况下,自旋锁可以避免线程进入操作系统调度队列,从而节省了唤醒和调度的开销。只要自旋的时间不长,自旋锁的性能往往要高于使用 sleep 或 wait 机制。
Sleep适用场景:
如果锁的竞争持续时间很长,或者预期线程需要等待的时间较长,那么使用 sleep(或者其他阻塞方式)可能更合适。因为 sleep 会让线程完全放弃 CPU 资源,从而避免不必要的 CPU 计算浪费。
如果多个线程竞争锁的情况较为严重且锁持有的时间较长,那么自旋锁可能导致大量的无效 CPU 占用,这时使用阻塞的 sleep 或 wait 可以让线程休眠,从而避免占用过多的 CPU 资源。
Sleep的缺点:线程在调用 sleep 或进入阻塞状态时,操作系统需要保存该线程的上下文并将其挂起。当锁可用时,再将线程从挂起队列中唤醒并恢复上下文,这个过程会增加额外的开销,特别是在大量线程频繁争用锁时,阻塞和唤醒的开销会更加明显。
自旋锁:适合短时间内竞争锁的场景。如果线程持有锁的时间非常短,其他线程持续自旋(忙等待)不会浪费太多的时间和资源。
Sleep:如果锁持有时间较长,使用自旋锁将导致线程频繁占用 CPU,而 sleep 使线程处于阻塞状态,释放了 CPU 资源,避免了浪费大量的 CPU 时间。这样可以减少系统的负载,适合长时间等待锁的场景。
Sleep:会导致线程从执行队列中被移除并处于阻塞状态,直到它被唤醒。这个过程会有一定的开销,尤其在频繁切换线程时,调度和上下文切换的成本会更高。
如果一个线程在锁被占用时自旋的时间过长,就会浪费大量的 CPU 时间。这通常发生在锁持有的时间较长或锁竞争非常激烈的情况下。
为了解决这个问题,很多实现会加入一个超时机制,限制自旋的次数,超过阈值就放弃自旋,改为进入阻塞状态,或者直接使用其他同步机制。
自旋锁:适用于锁竞争短暂且频繁的场景,避免了上下文切换的开销。
Sleep/阻塞:适用于锁竞争激烈或者持锁时间较长的情况,避免了线程持续占用 CPU 的情况。
一定要基于场景来进行作答,不要被误导了
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