什么是 Java 中的锁自适应自旋？

回答重点

锁自适应自旋 是 Java 锁优化中的一种机制，用于减少线程在竞争锁时频繁挂起和恢复的开销。

自适应自旋的核心思想是，在锁争用较少的情况下，线程在进入等待状态前，先执行一段自旋操作（即短暂忙等），而不是立刻挂起线程。

在 Java 中 Syncronized 在争抢重量级锁时候会自旋。具体指的是在重量级锁时，一个线程如果竞争锁失败会进行自旋操作，说白了就是执行一些无意义的执行，空转 CPU 等着锁的释放。

原理：

• 自旋：当一个线程尝试获取锁失败时，它会先忙等一段时间，即自旋，而不是立刻进入阻塞状态。自旋指的是线程反复检查锁是否释放的操作。
• 自适应性：自适应自旋锁通过动态调整自旋的次数来提高性能。自适应的策略基于之前的自旋结果，假如上一次自旋很快获得了锁，下次可能会增加自旋次数；如果自旋失败，则减少自旋时间甚至直接放弃自旋。

优点：

• 自旋可以避免线程的上下文切换开销，因为线程进入阻塞状态会涉及到操作系统层面的挂起和唤醒，代价较高。
• 自适应自旋通过动态调整自旋次数，使得在轻度锁争用情况下的性能提升显著。

缺点：

• 如果锁争用激烈，自旋可能会白白浪费 CPU 时间，因此自适应自旋需要合理的机制来判断是否应该继续自旋。

扩展知识

自适应自旋扩展

在 Java 中，锁通常是由操作系统的同步原语（如 mutex）实现的。当线程无法获取锁时，通常会被操作系统挂起，这会涉及到线程状态的转换和 CPU 上下文的切换，代价较高。而自旋锁避免了这种高开销操作。

在 HotSpot JVM 中，自适应自旋是默认开启的，且锁的自旋次数根据上一次锁的争用情况动态调整，具体实现可以参考 LockingMechanisms.cpp 文件中的 AdaptiveSpinLock 部分。

自适应自旋的调优：

• 在 JVM 中，可以通过 -XX:+UseSpinning 参数启用或关闭自旋锁，并通过 -XX:PreBlockSpin 参数调整自旋的次数。
• 但是，JVM 默认的自适应自旋已经做了合理优化，手动调整这些参数的场景不多。

自适应自旋通俗理解

形象一点就像怠速停车和熄火的区别，如果等待时候很长(长时候都拿不到锁)，那肯定熄火划算(阻塞)。

如果一会儿就要出发(拿到锁)，那怠速停车(自旋)比较划算。

不过因为这个自旋次数不好判断，所以引入自适应自旋。

说白了就是结合经验值来看，如果上次自旋一会儿就拿到锁，那这次多自旋几次，如果上次自旋很久都拿不到，这次就少自旋。

这就叫锁的自适应自旋。