JUC-CAS-0-核心概念

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上文中介绍了原子类,在原子类中有一个常用的方法就是 compareAndSet() 这个方法,这个方法其实就是一个 CAS 方法, CAS(Compare-and-Swap) 字面意思比较并替换,是一种实现并发算法时常用的技术

CAS

CAS有三个操作数: 内存值V,预期值A,要修改的值B,当切仅当预期值A和内存值相同的时候,才将内存值修改为B

通俗点来说,就是我认为V的值应该是A,如果真的是的话,那我就把A改成B,如果不是的话,说明这个值已经被别人修改过了,就不会去改了,避免多个人修改出错

他其实就是乐观锁的实现原理

伪代码理解CAS

根据上面的描述,写一个伪代码来理解CAS操作,代码如下:

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public class CasTest {
    
    private volatile int value;

    public synchronized int compareAndSwap(int expectedValue, int newValue) {
        int oldValue = value;
        if (oldValue == expectedValue) {
            value = newValue;
        }
        return oldValue;
    }
}

CAS其实就是这样的,先拿内存值跟预期值对比,如果相等,设置成新的值,但是真正的CAS并不是上面代码这样操作的,真实的操作应该是去调用CPU的特殊指令的

缺陷

CAS虽然很高效的解决了原子操作的问题但同时他也有一些缺陷

  1. 循环时间长开销大,他就是个自旋锁,会一直占着CPU
  2. 只能保证一个共享变量的原子操作
  3. ABA问题

什么是ABA问题呢?

如果内存地址V初次读取的值是A，并且在准备赋值的时候检查到它的值仍然为A，那我们就能说它的值没有被其他线程改变过了吗？
如果在这段期间它的值曾经被改成了B，后来又被改回为A，那CAS操作就会误认为它从来没有被改变过。这个漏洞称为CAS操作的“ABA”问题。Java并发包为了解决这个问题，提供了一个带有标记的原子引用类“AtomicStampedReference”，它可以通过控制变量值的版本来保证CAS的正确性。因此，在使用CAS前要考虑清楚“ABA”问题是否会影响程序并发的正确性，如果需要解决ABA问题，改用传统的互斥同步可能会比原子类更高效。

总结

了解CAS的概念和原理,以及他的优缺点