CAS机制
- Java语言CAS底层如何实现?
利用unsafe提供了原子性操作方法。 - 什么是ABA问题?怎么解决?
当一个值从A更新成B,又更新会A,普通CAS机制会误判通过检测。 利用版本号比较可以有效解决ABA问题。
cas是什么?
cas是compareandswap的简称,从字面上理解就是比较并更新,简单来说:从某一内存上取值V,和预期值A进行比较,如果内存值V和预期值A的结果相等,那么我们就把新值B更新到内存,如果不相等,那么就重复上述操作直到成功为止。
cas能做什么?
可以解决多线程并发安全的问题,以前我们对一些多线程操作的代码都是使用synchronize关键字,来保证线程安全的问题;现在我们将cas放入到多线程环境里我们看一下它是怎么解决的,我们假设有A、B两个线程同时执行一个int值value自增的代码,并且同时获取了当前的value,我们还要假设线程B比A快了那么0.00000001s,所以B先执行,线程B执行了cas操作之后,发现当前值和预期值相符,就执行了自增操作,此时这个value = value + 1;然后A开始执行,A也执行了cas操作,但是此时value的值和它当时取到的值已经不一样了,所以此次操作失败,重新取值然后比较成功,然后将value值更新,这样两个线程进入,value值自增了两次,符合我们的预期。
cas在java中的应用
AtomicInteger当中常用的自增方法 incrementAndGet
public final int incrementAndGet() {
for (;;) {
int current = get();
int next = current + 1;
if (compareAndSet(current, next))
return next;
}
}
private volatile int value;
public final int get() {
return value;
}
compareAndSet方法的实现,以及方法所依赖对象的来历:
cas的隐患
- ABA问题
何为ABA呢?我们还是以两个线程L、N进行自增操作为例,线程L、N同时获取当前的值A,只不过此时线程N比较快,它在L操作之前,进行了两次操作,第一次将值从A 改为了B,之后又将B改为了A,那么在线程L操作的 时候发现当前的值还是A,符合预期,那么它也会更新成功,从操作上看并没有什么不对,更新成功也是对的,但是这样是有隐患的。 为了解决这个问题,java引入了版本的概念,相当于上述操作变为了A1----B2----A3,这样就非常明确了,这个版本相信大家也猜到那就是valueOffset,所以在AtomicInteger中进行cas操作时除了this、expect、update之外还有一个valueOffset的参数进行版本的区分,就是为了解决ABA问题的。 - 长时间自旋非常消耗资源
先说一下什么叫自旋,自旋就是cas的一个操作周期,如果一个线程特别倒霉,每次获取的值都被其他线程的修改了,那么它就会一直进行自旋比较,直到成功为止,在这个过程中cpu的开销十分的大,所以要尽量避免。
漫画:什么是CAS机制?(进阶篇)
浅谈CAS以及CAS在java中应用
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