CAS，你看不懂的，我教你
原创CAS，你看不懂的，我教你
原创
引入
CAS重要就不多说了，好多文章，都讲的不是很全面，通过我自己的理解，来帮助大家！
什么是CAS
用在并发，是一种思想，一种算法，也是cpu的指令，cpmpare and swap
核心思想是，认为一个值是A，是的话，我就改成B，不是的话，证明被改过了，我就不改了
主要是三个操作：
内存值V 预期值A 要修改的值B
比如两个cpu修改一个内存值，先到的CPU，通过比较，发现没改过，就直接改了，后到的，一看，改过了，那么他就不改了
实质：是一个cpu指令，cpu保障了它的原子性，不会出现线程安全问题
CAS的等价语义
/**
* 模拟CAS操作，等价代码
*/
public class SimulatedCAS {
?
private volatile int value;
?
/**
* cpu中，这个方法是一条指令
* @param expectedValue
* @param newValue
* @return
*/
public synchronized int compareAndSwap(int expectedValue,int newValue){
int oldValue = value;
if(oldValue==expectedValue){
value = newValue;
}
return oldValue;
}
?
}案例演示
两个线程竞争，一个失败
/**
* 模拟CAS操作，等价代码
*/
public class TwoThreadCompetition implements Runnable{
?
private volatile int value;
?
/**
* cpu中，这个方法是一条指令
* @param expectedValue
* @param newValue
* @return
*/
public synchronized int compareAndSwap(int expectedValue,int newValue){
int oldValue = value;
if(oldValue==expectedValue){
value = newValue;
}
return oldValue;
}
?
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
TwoThreadCompetition r = new TwoThreadCompetition();
r.value=0;
Thread t1 = new Thread(r,"线程a");
Thread t2 = new Thread(r,"线程b");
t1.start();
t2.start();
t1.join();
t2.join();
}
?
@Override
public void run() {
int i = compareAndSwap(0, 1);
if(i==0){
System.out.print("线程："+Thread.currentThread().getName());
System.out.println("这一次修改成功了，原来的值是:"+i);
}
try {
Thread.sleep(111);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
if(i==1){
System.out.print("线程："+Thread.currentThread().getName());
System.out.println("这一次修改失败了，原理的值是："+i);
}
?
}
}应用场景
乐观锁，利用CAS，比如数据库，通过版本号，进行库存扣减，乐观锁
并发容器、
原子类、
原子类如何通过Java代码如何实现CAS的？
比如AtmoicInteger，会加载一个Unsafe工具，直接操作内存数据
通过volatile保存可见性
比如getAndAdd方法，调用的getAndAddInt方法
通过do while实现乐观锁
Unsafe类，java无法直接访问底层操作系统容，而是通过本地native方法访问，，jdk提供了一个类Unsafe
提供了硬件级别的原子操作
利用Unsafe类，操作底层，主要是compareAndSwapInt方法，拿到变量在内存中的地址
通过Atomic::compxchg实现原子性的比较和替换，完成cas的过程
缺点
ABA问题，
5才可以修改，但是修改了一次，又被其他线程修改为5了
比如，修改，修改了两次，我认为的时候，就是跟没修改过一样，可以通过加个版本号，来避免ABA问题
自旋时间长，消耗CPU
比如原子类中的操作，通过dowhile和Unsafe的compareAndswapInt方法，自旋完成乐观锁，消耗CPU
原创声明：本文系作者授权腾讯云开发者社区发表，未经许可，不得转载。
如有侵权，请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。
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