CAS-优快云博客

什么是CAS？

CAS 是英文单词Compare And Swap的缩写，翻译过来就是比较并交换的意思。
CAS中有三个基本的操作数：内存地址V、旧的预期值A、要修改的值B，如果要更新一个变量的时候，只有当内存地址V == 旧的预期值A，也就是当且仅当：变量的预期值A和内存地址V当中的实际值相同时，才会将内存地址V对应的值修改为B
这样说可能有些抽象，下面看一张图：
在这里插入图片描述

CAS的缺点：

CPU开销大
在并发量很高的情况下，如果有多个线程反复的尝试去更新某一个新的变量，却一直不能更新成功的时候，循环往复，会给CPU带来很大的压力。
不能保证代码块的原子性，只能保证一个变量的原子操作。
ABA的问题
这是CAS机制最大的问题所在

代码示例

//代码一：下面这段代码最后打印的结果有可能会小于200
public class CountTest{
	public static int count = 0;
	public static void main(String [] args){
		//开启两个线程
		for(int i = 0;i<2;i++){
			new Thread(
				new Runnable(){
					public void run(){
						try{
							Thread.sleep(10);
						}catch(InterruptedException e){
							e.printStackTrace();
						}
						//在每个线程中，让count的值自增100次
						for(int j= 0;j<100;j++){
							count ++;
						}
					}
				}
			).start();
		}
		try{
			Thread.sleep(2000);
		}catch(InterruptedException e){
			e.printStackTrace();
		}
		System.out.print("count= "+count);
	}
}

//代码二（加"synchronized"）：下面这段代码最后打印的结果一定是200
public class CountTest{
	public static int count = 0;
	public static void main(String [] args){
		//开启两个线程
		for(int i = 0;i<2;i++){
			new Thread(
				new Runnable(){
					public void run(){
						try{
							Thread.sleep(10);
						}catch(InterruptedException e){
							e.printStackTrace();
						}
						//在每个线程中，让count的值自增100次
						for(int j= 0;j<100;j++){
							synchronized(CountTest.class){
								count ++;
							}
						}
					}
				}
			).start();
		}
		try{
			Thread.sleep(2000);
		}catch(InterruptedException e){
			e.printStackTrace();
		}
		System.out.print("count= "+count);
	}
}

//代码三（使用"CAS"操作）：下面这段代码最后打印的结果一定是200
所谓原子操作类，指的是java.util.concurrent.atomic包下，一系列以Atomic开头的包装类。例如AtomicBoolean，AtomicInteger，AtomicLong。它们分别用于Boolean，Integer，Long类型的原子性操作。

public class CountTest{
	//public static int count = 0;
	public static AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);
	public static void main(String [] args){
		//开启两个线程
		for(int i = 0;i<2;i++){
			new Thread(
				new Runnable(){
					public void run(){
						try{
							Thread.sleep(10);
						}catch(InterruptedException e){
							e.printStackTrace();
						}
						//在每个线程中，让count的值自增100次
						for(int j= 0;j<100;j++){
							count.increamentAndGet();
						}
					}
				}
			).start();
		}
		try{
			Thread.sleep(2000);
		}catch(InterruptedException e){
			e.printStackTrace();
		}
		System.out.print("count= "+count);
	}
}

这两种方式的性能比较：

Synchronized关键字会让没有得到锁的线程进入BLOCKED 状态，而后在争夺到锁资源后恢复为RUNNINGABLE 状态，这个过程中涉及到操作系统用户模式和内核模式间来回切换，这样的切换代价很高，尽管在jdk1.6以后 Synchronized 关键字做了优化，增加了从偏向锁到轻量级锁再到重量级锁的过渡，但是在最终转变为重量级锁之后，性能仍然很低。