CAS 悲观锁乐观锁

灰太狼 2024-03-27 16:03 12阅读 0赞

前面的偏向锁，轻量级锁，重量级锁都是悲观锁，

都会认为必须要对操作对象进行互斥访问，不然就会产生异常， 所以线程只供一个线程使用，阻塞其他线程，是悲观的

在某些情况下，同步的耗时远大于线程切换的时间，互斥就有点多余了

[纸飞机APP][APP]

所以使用CAS compare ans swap

一个资源 对应一个 tig 为1表示被占用，0表示未被占用

两个线程（称为AB） 均想获取该资源，即都希望当前tig为0 并由自己将其置为1

用代码表示： 逻辑就是这样的

intcas(long* address,long oldValue,long newValue)
    {
      if(*address!=oldValue){
        return0;
      }
      *address = newValue;
      return1;
      
    }

如果csa失败 则等待。

如果只看代码 同样也是无法实现互斥的，代在底层，我们的CAS 是原子性 的。比较和交换两个操作是一体的。

还有就是底层的循环等待一般也不是死循环，是有限制的

Java中的使用示例：

不使用CAS：

publicclassMain {
    
        publicstaticvoidmain(String[] args) {
    
            int i;
            for (i = 0; i < 4; i++) {
                newcasTest().start();
            }
        }
    }
    
    classcasTestextendsThread{
        publicstaticinta=0;
    
        @Overridepublicvoidrun() {
            while(a<1000){
                System.out.println(getName() + "   "+a++);
                try {
                    sleep(10);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

输出：

Thread-0993
    Thread-2994
    Thread-1995
    Thread-3996
    Thread-0997
    Thread-1998----
    Thread-2998----
    Thread-0999
    Thread-3999

只截了最后几行

可以看到 标记处 两个线程输出了同样的数

代码线程不安全

下面我们尝试使用互斥锁

publicclassMain {
    
        publicstaticvoidmain(String[] args) {
    
            int i;
            for (i = 0; i < 4; i++) {
                newcasTest().start();
            }
    
    
        }
    }
    
    
    classcasTestextendsThread{
        publicstaticinta=0;
    
        @Overridepublicvoidrun() {
            while(a<1000){
                System.out.println(getName() + "   "+a++);
                synchronized (Math.class){
                    a++;
                }
    
            }
    
    
        }
    }

输出：

Thread-2982
    Thread-2984
    Thread-2986
    Thread-2988
    Thread-2990
    Thread-2992
    Thread-2994
    Thread-2996
    Thread-2998
    Thread-1502
    Thread-0586

无重复

下面我们用 CAS：

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
    
    publicclassMain {
    
        publicstaticvoidmain(String[] args) {
    
            int i;
            for (i = 0; i < 4; i++) {
                newcasTest().start();
            }
    
    
        }
    }
    
    classcasTestextendsThread{
    //    public static int a = 0;publicstaticAtomicIntegerinteger=newAtomicInteger(0);
    
        @Overridepublicvoidrun() {
            while(integer.get()<1000){
                System.out.println(getName() + "   "+integer.incrementAndGet());
    
            }
    
    
        }
    }

输出：

Thread-1993
    Thread-1994
    Thread-1995
    Thread-1996
    Thread-1997
    Thread-0960
    Thread-0999
    Thread-01000
    Thread-2943
    Thread-1998

顺序不同是因为输出的缘故

但不会出现重复，即实现了互斥

下面点进去看看源码：

![d99e208288cef4a1df11834349f11064.png][]

![4cee88a0ac793b73d0dcc1d8b595fe60.png][]

确实用的是CAS

再往下一点：

![472e5138a1da955818c5da3039039fba.png][]

这里是native方法

不同系统的代码可能不同，都是基于本地硬件进行CAS操作 c++实现

找到了一个源码的截图：

![38e8989b2044100e25f9babb323451f7.png][]

框框处调用了汇编命令

[APP]: http://51taorencai.com
[d99e208288cef4a1df11834349f11064.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/27/3ae9ac11ac4b4c37b8aaac4473157527.png
[4cee88a0ac793b73d0dcc1d8b595fe60.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/27/d5db68ff497e48a2b3d49345431d34c7.png
[472e5138a1da955818c5da3039039fba.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/27/e8f8133c28da48588071b64a81ad66e9.png
[38e8989b2044100e25f9babb323451f7.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/27/cbfcae65dec5433491e17f1e9295f7f9.png