深入理解CAS (自旋锁)

我心向阳iu

已于 2022-07-28 22:30:23 修改

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分类专栏： # Java进阶 Java面试知识点精讲文章标签： jvm java 面试

于 2022-07-23 09:56:00 首次发布

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本文详细介绍了CAS（Compare and Swap）自旋锁的概念，作为保证原子操作的一种手段，用于提升并发性能。通过讲解CAS的工作原理、如何保证原子性以及在AtomicBoolean中的应用，阐述了CAS在多线程中的作用。同时，对比了乐观锁（CAS）和悲观锁（如synchronized）的区别，并讨论了CAS存在的ABA问题和可能导致的循环时间长开销大的问题。

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0. 导言

背景：

我们都知道，在java语⾔之前，并发就已经⼴泛存在并在服务器领域得到了⼤量的应⽤。所以硬件⼚商⽼早就在芯⽚中加⼊了⼤量支持并发操作的原语，从⽽在硬件层⾯提升效率。如在intel的CPU中，使⽤cmpxchg指令。

在Java发展初期，java语⾔是不能够利⽤硬件提供的这些便利来提升系统的性能的。⽽随着java不断的发展,Java本地⽅法(JNI)的出现，为java程序越过JVM直接调⽤本地⽅法提供了⼀种便捷的⽅式，因⽽java在并发的⼿段上也多了起来。⽽在Doug Lea提供的cucurenct包中， CAS理论是它实现整个java包的基⽯。

下面一起来探究下CAS：

说起自旋锁就要从多线程下的锁机制说起，由于在多处理器系统环境中有些资源因为其有限性，有时需要互斥访问（mutual exclusion），这时会引入锁的机制，只有获取了锁的进程才能获取资源访问。即每次只能有且只有一个进程能获取锁，才能进入自己的临界区，同一时间不能两个或两个以上进程进入临界区，当退出临界区时释放锁。

设计互斥算法时总是会面临一种情况，即没有获得锁的进程怎么办？

通常