一、前言

最近刚读完一本书：《Netty、Zookeeper、Redis 并发实战》，个人觉得 Netty 部分是写得很不错的，读完之后又对 Netty 进行了一波很好的复习（之前用 spring boot + netty + zookeeper 模仿 dubbo 做 rpc 框架，那时候是刚学 netty 后自己造的小轮子）。

虽然对于 Netty 的使用已经比较熟悉了，而且还知道它的底层是基于 Java NIO 做进一步的封装，使得并发性能和开发效率得到大大的提升。但是，对于同步阻塞、同步非阻塞、异步这些概念，还是比较的模糊，一直处于似懂非懂的状态。

所以这两天，一直在网上看看大家对此的评论，也得到了一些启发。而且还有很多同学们提到了《Netty 权威指南第二版》这本书，说前两章对于网络 I/O 模型和 Java I/O 的介绍很不错，所以我也特意去找了一本 pdf 来看看（比较穷。。。）。看了前两章后，确实对于这方面的概念清晰了不少，所以决定写下此文章来记录一下，也分享给更多不清楚这方面理论的同学们，并且也下定决定，有空一定把这本书继续看完，哈哈哈。

1 什么是自旋锁和互斥锁？

由于CLH锁是一种自旋锁，那么我们先来看看自旋锁是什么？

自旋锁说白了也是一种互斥锁，只不过没有抢到锁的线程会一直自旋等待锁的释放，处于busy-waiting的状态，此时等待锁的线程不会进入休眠状态，而是一直忙等待浪费CPU周期。因此自旋锁适用于锁占用时间短的场合。

这里谈到了自旋锁，那么我们也顺便说下互斥锁。这里的互斥锁说的是传统意义的互斥锁，就是多个线程并发竞争锁的时候，没有抢到锁的线程会进入休眠状态即sleep-waiting，当锁被释放的时候，处于休眠状态的一个线程会再次获取到锁。缺点就是这一些列过程需要线程切换，需要执行很多CPU指令，同样需要时间。如果CPU执行线程切换的时间比锁占用的时间还长，那么可能还不如使用自旋锁。因此互斥锁适用于锁占用时间长的场合。

2 什么是CLH锁？

CLH锁其实就是一种是基于逻辑队列非线程饥饿的一种自旋公平锁，由于是 Craig、Landin 和 Hagersten三位大佬的发明，因此命名为CLH锁。

CLH锁原理如下：

首先有一个尾节点指针，通过这个尾结点指针来构建等待线程的逻辑队列，因此能确保线程线程先到先服务的公平性，因此尾指针可以说是构建逻辑队列的桥梁；此外这个尾节点指针是原子引用类型，避免了多线程并发操作的线程安全性问题；
通过等待锁的每个线程在自己的某个变量上自旋等待，这个变量将由前一个线程写入。由于某个线程获取锁操作时总是通过尾节点指针获取到前一线程写入的变量，而尾节点指针又是原子引用类型，因此确保了这个变量获取出来总是线程安全的。

这么说肯定很抽象，有些小伙伴可能不理解，没关系，我们心中可以有个概念即可，后面我们会一步一图来彻彻底底把CLH锁弄明白。