CAS的理解

简单来说,就是比较并交换,如果前一个值是预期值,则执行成功;如果不是预期值,则执行不成功。

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

/**
 * @Auther: YongXuezhen
 * @Date: 2019/5/9 12:19
 * @Description:
 *
 * 1.CAS是什么?===>compareAndSet
 *      比较并交换
 */

public class CASDemo {
    public static void main(String[] args) {
        AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(5);

        //main do thing
        System.out.println("atomicInteger.compareAndSet(5,2019) = " + atomicInteger.compareAndSet(5, 2019));
        System.out.println("atomicInteger.compareAndSet(5,1024) = " + atomicInteger.compareAndSet(5, 1024));

    }
}

输出结果如下

atomicInteger.compareAndSet(5,2019) = true
atomicInteger.compareAndSet(5,1024) = false

上述为CAS的使用,compareAndSet

底层原理:(自巡锁,Unsafe类)

    1.  引出unsafe类

 

Unsafe是CAS的核心类,由于java方法无法直接访问底层系统,需要通过本地(native)方法来访问,Unsafe相当于一个后门,基于该类可以直接操作特定内存的数据。Unsafe类存在于sun.misc包中,其内部方法操作可以像C的指针一样直接操作内存,因为java中CAS操作的执行依赖于Unsafe类的方法。

注意Unsafe类中的所有的方法都是native修饰的,也就是说Unsafe类中的方法都是直接调用操作系统底层资源执行相应任务

2.变量valueOffset,表示该变量值在内存中的偏移地址(内存地址),因为Unsafe就是根据内存偏移地址获取数据的。

多线程中执行i++的方法

getAndAddInt的方法源码

var1 AtomicInteger对象本身

var2 该对象的引用地址

var4 需要变动的数量

var5 使用var1 和var2找出主内存中真实的值

用该对象当前的值与var5 比较;

如果相同,更新var5+var4 并返回true

如果不同,继续取值并比较,直到更新完成

 

3.变量value用volatile修饰,保证了多线程之间的内存可见性

 

CAS的全称为Compare-And-Swap,他是一条CPU并发原语。

他的功能是判断内存某个位置的值是否为预期值,如果是则更改为新的值,这个过程是原子的。

底层代码的详细讲解
 

 

 

缺点:

  1. 如果长时间一致不成功,可能会给CPU带来很大的开销。

2.只能保证一个变量的原子操作

3.引出来ABA问题

 

 

 

 

 

 

 

 

 

并发CAS是指在高并发环境下的一种无锁算法,它可以实现多个线程之间的变量同步,而不需要使用锁来进行线程阻塞。这种机制在处理高并发访问时非常常见和常用,它可以有效地提高并发性能。 简单来说,并发CAS的工作原理是通过比较内存中的与期望是否相等来确定是否需要更新这个。如果相等,则使用新的来更新内存中的;如果不相等,则说明其他线程已经修改了这个,当前线程需要重新读取内存中的并重新比较,直到成功为止。 举个例子来说明,并发CAS的过程:假设有两个线程同时执行incrementAndGet()操作,他们都希望将某个变量的增加1。首先,线程1读取内存中的,并将期望设为读取到的。接着,线程1使用CAS操作来比较内存中的与期望是否相等,如果相等,则将新的更新到内存中。与此同时,线程2也在执行相同的操作。如果线程1和线程2同时执行CAS操作,那么只有一个线程能够成功更新内存中的,而另一个线程需要重新读取内存中的并重新比较。这样就避免了锁机制下的线程阻塞,提高了并发性能。 总的来说,并发CAS是一种非常有效的并发优化手段,它可以在高并发环境下提供更好的性能和可伸缩性。然而,需要注意的是,并发CAS并不是适用于所有并发场景,它对于一些复杂的并发问题可能无法提供完全准确的结果。这需要开发者在使用并发CAS时对多线程并发问题有一定的了解和处理经验。<span class="em">1</span><span class="em">2</span><span class="em">3</span><span class="em">4</span>
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