JUC-CAS

JUC-CAS

CAS 原理：比较并交换

UnSafe 类 + CAS 思想（自旋）

AtomicInteger 的 getAndIncrement() 方法，底层使用的就是 CAS 的思想：

通过 unsafe 方法实现

this：当前对象
valueOffset：当前对象内存引用地址

1，从当前对象中取出当前值
2，和内存地址中的期望值进行比较，如果值一样递增 1 ，如果不一样继续从当前对象中取出最新值和当前对象内存中的值进行比较，知道修改成功为止。

CAS 缺点

1，如果 CAS 失败，会一直进行尝试，如果 CAS 长时间一直不成功，可能会给 CPU 带来很大的开销。
2，只能保证一个共享变量的原子操作
3，引出 ABA 问题

原子引用：AtomicReference

package com.test.thread.cas;

import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Data;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference;


public class AtomicReferenceDemo {

    public static void main(String[] args) {
        User z3 = new User("z3", 20);
        User li4 = new User("li4", 20);

        AtomicReference<User> userAtomicReference = new AtomicReference<>();
        userAtomicReference.set(z3);
        System.out.println(userAtomicReference.compareAndSet(z3, li4) + "/t" + userAtomicReference.get().toString());
        System.out.println(userAtomicReference.compareAndSet(z3, li4) + "/t" + userAtomicReference.get().toString());
    }
}

@Data
@AllArgsConstructor
class User{
    private String name;
    private int age;
}

时间戳原子引用：

package com.test.thread.cas;

import lombok.experimental.var;

import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicStampedReference;

/**
 * Created by husz1 on 2019/12/23.
 */
public class ABADemo {

    static AtomicReference<Integer> atomicReference = new AtomicReference<>(100);
    static AtomicStampedReference<Integer> atomicStampedReference = new AtomicStampedReference<>(100, 1);

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("==============以下是ABA问题的产生===============");
        new Thread(() ->{
            atomicReference.compareAndSet(100, 101);
            atomicReference.compareAndSet(101, 100);
        }, "t1").start();

        new Thread(() ->{
            try {TimeUnit.SECONDS.sleep(1);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() +" "+ atomicReference.compareAndSet(100, 101) + "\t" + atomicReference.get());
        }, "t2").start();

        System.out.println("==============以下是ABA问题的解决===============");
        new Thread(() ->{
            int stamp = atomicStampedReference.getStamp();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t第1次版本号："+stamp);
            // 等待1秒钟，让t4线程拿到相同的版本号
            try {TimeUnit.SECONDS.sleep(2);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}
            atomicStampedReference.compareAndSet(100, 101, stamp, stamp+1);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t第2次版本号："+atomicStampedReference.getStamp());
            stamp = atomicStampedReference.getStamp();
            atomicStampedReference.compareAndSet(101, 100, stamp, stamp+1);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t第3次版本号："+atomicStampedReference.getStamp());
        }, "t3").start();

        new Thread(()->{
            int stamp = atomicStampedReference.getStamp();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t第1次版本号："+stamp);
            // 等待t3线程执行完毕
            try {TimeUnit.SECONDS.sleep(3);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}
            boolean result = atomicStampedReference.compareAndSet(100, 101, stamp, stamp + 1);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 打印成功否：" + result+" 实际版本号: "+ atomicStampedReference.getStamp() );
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 当前实际最新值：" + atomicStampedReference.getReference() + " result：" + result);
        }, "t4").start();

    }
}

打印的结果：

==============以下是ABA问题的产生===============
==============以下是ABA问题的解决===============
t3	第1次版本号：1
t4	第1次版本号：1
t2 true	101
t3	第2次版本号：2
t3	第3次版本号：3
t4 打印成功否：false 实际版本号: 3
t4 当前实际最新值：100 result：false