CAS(Compare and Swap)是一种并发算法,用于解决多线程环境下的数据竞争问题。它是一种乐观锁机制,基于原子操作,常用于无锁编程和并发数据结构的实现。CAS 算法的核心思想是比较并交换,通过比较期望值和当前实际值是否相等来确定是否执行交换操作。
CAS 算法的基本流程如下:
1. 读取内存中的期望值(expected value)和实际值(current value)。
2. 比较期望值和实际值是否相等。
3. 如果相等,将新的值写入内存;否则,不执行任何操作。
4. 返回操作是否成功的标识。
优点:避免了传统锁机制中的竞争和阻塞,提高了并发性能。
缺点:
1. ABA 问题:
如果在执行 CAS 操作的过程中,目标值被改变为其他值,然后又变回原来的目标值,这样在比较时会误认为没有被修改过。为了解决 ABA 问题,可以引入版本号或标记来确保数据的一致性。
2. 自旋开销:
如果 CAS 操作失败,线程会一直自旋尝试,直到成功为止。如果自旋时间过长,会浪费 CPU 资源。因此,在使用 CAS 时需要注意合理设置自旋次数或者使用其他的退避策略。