JAVA CAS原理以及应用atomic

2024-06-10 18:08
文章标签 java 应用 原理 cas atomic

本文主要是介绍JAVA CAS原理以及应用atomic,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

  • 官方说法:

提到CAS,就会想到悲观锁,乐观锁。 CAS是乐观锁。

CAS,compare and swap的缩写,中文翻译成比较并交换。

独占锁是一种悲观锁,synchronized就是一种独占锁,会导致其它所有需要锁的线程挂起,等待持有锁的线程释放锁。而另一个更加有效的锁就是乐观锁。所谓乐观锁就是,每次不加锁而是假设没有冲突而去完成某项操作,如果因为冲突失败就重试,直到成功为止。乐观锁用到的机制就是CAS,Compare and Swap。

CAS 操作包含三个操作数 —— 内存位置(V)、预期原值(A)和新值(B)。 如果内存位置的值与预期原值相匹配,那么处理器会自动将该位置值更新为新值 。否则,处理器不做任何操作。无论哪种情况,它都会在 CAS 指令之前返回该 位置的值。(在 CAS 的一些特殊情况下将仅返回 CAS 是否成功,而不提取当前 值。)CAS 有效地说明了“我认为位置 V 应该包含值 A;如果包含该值,则将 B 放到这个位置;否则,不要更改该位置,只告诉我这个位置现在的值即可。

  • 个人理解

提到CAS,就会想到悲观锁,乐观锁。 CAS是乐观锁。

java 中读取数据并不是从物理内存(主内存)直接读入, 是从缓存中直接读入,再隔一段时间将缓存写入物理内存, 这样就会造成脏数据, CAS原理就是: 在使用的时候从物理内存中取出数据, 操作完再写入的时候,进行比较, 如果物理内存中的数据和之前取出时的数据一致或者说相同, 那就直接更新物理内存, 如果不一致, 那就重新取出, 再重新进行操作, 然后再重新写入,一直重复, 知道成功为止。

  • Java中应用

Java包中Unsafe就是CAS的核心, java.util.concurrent.atomic包就是使用Unsafe CAS技术来实现的无锁。也就是平时说的atomic包下的类都是原子性的(原子性是通过CAS指令来实现的,由处理器保证)

例如: AtomicInteger 是线程安全的原因就是他使用volatile来保证可见性和有序性, 再使用CAS, UnSafe保证原子性。

private volatile int value;//此处省略一万字代码/*** Atomically sets to the given value and returns the old value.** @param newValue the new value* @return the previous value*/
public final int getAndSet(int newValue) {for (;;) {int current = get();if (compareAndSet(current, newValue))return current;}
}/*** Atomically sets the value to the given updated value* if the current value {@code ==} the expected value.** @param expect the expected value* @param update the new value* @return true if successful. False return indicates that* the actual value was not equal to the expected value.*/
public final boolean compareAndSet(int expect, int update) {return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);
}
public static Unsafe getUnsafe() {Class var0 = Reflection.getCallerClass();if(var0.getClassLoader() != null) {throw new SecurityException("Unsafe");} else {return theUnsafe;}
}

 

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