JUC-CAS算法

笔记

参考文章:https://cloud.tencent.com/developer/article/1496220

CAS(Compare-And-Swap)(比较并交换)(无锁优化 自旋 乐观锁)

例如,一个线程在使用AtomicInteger原子变量进行修改值的操作中,底层就是CAS算法,CAS有个三参数:内存值V,预期值A,新值B,当且仅当预期值A和内存值V相同时,才会将内存值修改为新值B并返回true,否则什么都不做,并返回false

Unsafe类是CAS的核心类,Unsafe里有可以直接操作特定内存数据的方法,内部方法操作可以像C指针一样操作内存,所以CAS操作的执行依赖于Unsafe类的方法

缺点:

1.循环时间长开销大

如果CAS失败,会一直循环尝试,如果一直不成功,可能会给CPU带来很大开销

2.只能保证一个共享变量的原子操作

3.会出现ABA问题

解决ABA问题

加version,使用AtomicStampedreference

代码示例:

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/**
 * ABA问题解决
 * @author wannengqingnian
 */
public class TestAtomicStampedReference {

    /**
     * 创建带时间戳的原子引用
     */
    static AtomicStampedReference<Integer> atomicStampedReference
            = new AtomicStampedReference<>(100, 1);

    public static void main(String[] args) {

        //启动一个T1线程模拟ABA问题出现
        new Thread(() -> {
            //获取时间戳
            int stamp = atomicStampedReference.getStamp();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t第一次时间戳" + stamp);

            //暂停1秒钟T1线程
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            //模拟ABA
            atomicStampedReference.compareAndSet(100, 101,
                    atomicStampedReference.getStamp(),
                    atomicStampedReference.getStamp() + 1);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t第一次修改版本号 : "+atomicStampedReference.getStamp());
            atomicStampedReference.compareAndSet(101, 100,
                    atomicStampedReference.getStamp(),
                    atomicStampedReference.getStamp() + 1);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t第二次修改版本号 : "+atomicStampedReference.getStamp());

        }, "T1").start();

        //启动T2线程验证是否解决ABA问题
        new Thread(() -> {
            int stamp = atomicStampedReference.getStamp();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t线程获得的版本号 ："+stamp);

            //暂停3秒，确保T1完成ABA问题
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            //开始修改
            Boolean flag = atomicStampedReference.compareAndSet(100, 2019, stamp, stamp + 1);

            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t修改是否成功"+flag + "\t此时的版本号" + atomicStampedReference.getStamp());

        }, "T2").start();
    }

}