面试题：什么是 Java 中的锁自适应自旋？

锁自适应自旋（Adaptive Spinning） 是 JVM 对自旋锁的一种优化机制，旨在根据锁的历史竞争情况动态调整自旋的次数，以提高锁获取的效率并减少不必要的 CPU 资源浪费。

1. 自旋锁的背景

在 Java 中，当线程尝试获取锁时，如果锁已经被其他线程持有，JVM 会让线程进行自旋（即忙等待），而不是立即进入阻塞状态。自旋的目的是在锁持有时间较短的情况下，避免线程切换的开销。

然而，自旋的次数如果固定不变，可能会导致以下问题：

如果自旋次数过多，而锁持有时间较长，会浪费 CPU 资源。
如果自旋次数过少，而锁持有时间较短，可能会导致线程频繁阻塞，增加上下文切换的开销。

2. 锁自适应自旋的引入

为了解决上述问题，JVM 引入了 锁自适应自旋 机制。它的核心思想是：

根据锁的历史竞争情况动态调整自旋次数：
如果某个锁经常能成功通过自旋获取到，JVM 会认为这个锁的竞争不激烈，可能会增加自旋次数。
如果某个锁很少能通过自旋获取到，JVM 会认为这个锁的竞争激烈，可能会减少自旋次数，甚至直接让线程进入阻塞状态。

3. 锁自适应自旋的实现

锁自适应自旋的实现依赖于 JVM 对锁竞争情况的监控和统计：

监控锁的获取情况：

JVM 会记录每个锁的自旋成功率和自旋次数。

动态调整自旋策略：

对于竞争不激烈的锁，增加自旋次数，以提高获取锁的效率。
对于竞争激烈的锁，减少自旋次数，避免浪费 CPU 资源。

4. 锁自适应自旋的优点

提高性能：通过动态调整自旋次数，减少了不必要的自旋和线程阻塞，提高了锁获取的效率。
减少 CPU 浪费：避免了在锁竞争激烈时长时间自旋导致的 CPU 资源浪费。

5. 锁自适应自旋的适用场景

锁自适应自旋适用于以下场景：

锁的持有时间较短。
锁的竞争情况不均匀（有些锁竞争激烈，有些锁竞争不激烈）。

6. 示例

以下是一个可能导致锁自适应自旋的示例：

public class AdaptiveSpinningExample {
    private final Object lock = new Object();

    public void doSomething() {
        synchronized (lock) {
            // 临界区代码
        }
    }
}

在这个例子中，如果多个线程频繁竞争 lock 对象，JVM 会根据锁的竞争情况动态调整自旋次数。

7. 总结

锁自适应自旋是 JVM 对自旋锁的一种优化机制，根据锁的历史竞争情况动态调整自旋次数。
它通过减少不必要的自旋和线程阻塞，提高了锁获取的效率，并减少了 CPU 资源的浪费。
锁自适应自旋是 JVM 并发优化的重要组成部分，适用于锁持有时间较短且竞争不均匀的场景。

通过理解锁自适应自旋机制，可以更好地优化高并发场景下的 Java 程序性能。

THE END

Java 并发编程