从自旋锁 到 CLH 到 AQS

这篇主要讲讲， 为啥 会有 CLH，以及为啥会有 AQS，他们主要做了啥。

CAS 

首先说下 CAS，之后的锁都以此为基础, cpu保证了他的 原子性

自旋锁

多个线程忙等待锁释放，由于不牵涉到信号量，不依赖操作系统的调度，在同一个上下文内，所以获取和释放锁的开销很小。

但是等待锁期间会占用大量cpu。

简单例子

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);
    }
}

公平自旋锁

但是自旋锁有个问题，当有多个自旋锁存在时，是抢占式的，无法控制优先级，会造成线程饥饿

为了解决公平性问题，于是就想出了维护一个自旋锁链，实现上有几个代表

TicketLock, CLH， MCS

TicketLock

每一个想要获取锁的线程都分配一个 自增的 ticket，各个自旋锁自旋公共的ticket

缺点，多线程并发访问公共字段，为了保证可见性，每次读写操作都必须在多个处理器缓存之间进行缓存同步, 会降低系统整体性能

CLH

将锁维护在一个链表上，每个锁自旋本线程的本地变量(该变量为前驱状态)，当自己的前驱unlock后，将会修改后置链表节点的前驱状态，以便后面线程获取到锁。

线程切换仅发生在 unlock 的操作时

MCS

同 CLH 锁， 自旋本地变量，本地变量的状态再前置线程unlock时修改。

线程切换仅发生在 unlock 的操作时

总结:

CLH 的实现比 MCS 更简单。

CLH 和 MCS 的代码可以参考这里

https://coderbee.net/index.php/concurrent/20131115/577

AQS

AQS是基于CLH 修改的.

公平性靠CLH链实现，但是将自旋锁 替换成了 同步阻塞器

reference

https://coderbee.net/index.php/concurrent/20131115/577