[Java知识库]Java中CAS操作

定义

CAS：Compare and Swap

其中在java中使用CAS底层借助 Unsafe 来操作，实现非阻塞的修改变量值，CAS是使用了硬件指令保证原子性
每次进行compareAndSwap方法时，需要cas有3个参数
内存地址V，
旧的预期值E，
要修改的新值N

• 当 E == V 时，修改 V 值为 N，返回true
• 当 E != V 时，修改失败，返回false

AtomicBoolean，AtomicInteger，AtomicLong 等都是使用CAS来实现的。但是没有解决ABA问题。

什么是ABA问题

一个线程获取值为a，另一个线程将数值由a改成了b，接着又改成了a，此时线程b的CAS操作认为是没有变化，但其实已经变化过了，这种过程就叫ABA问题。

CAS的ABA问题解决

可以使用版本号标志，每当修改操作一次版本号加1，这样比较时候，不管比较值还比较了版本号。但是在java5中，已经提供了AtomicStampedReference

import java.util.concurrent.atomic.AtomicStampedReference;

public class Test {
    private static AtomicStampedReference atomicStampedReference = new AtomicStampedReference(100, 0);
    public static void main(String[] args) {
        while (!incr()) {
        }
    }
    private static boolean incr() {
        int stamp = atomicStampedReference.getStamp();
        return atomicStampedReference.compareAndSet(100, 101, stamp, stamp + 1);
    }
}

CAS缺点

1. 循环时间长，开销很大：就是如果CAS失效，就会一直进行尝试，当时间过长仍然失败，那么就会给CPU带来很大的开销
2. 不能保证代码块的原子性，只能保证变量的原子性操作
3. ABA问题