CAS算法的认识和看法

亦凉 2023-03-04 11:22 67阅读 0赞

ASC  
CAS的全称为Compare-And-Swap，它是一条CPU并发原语。

它的功能是判断内存某个位置的值是否为预期值，如果是则更改为新的值，这个过程是原子的。

CAS并发原语体现在JAVA语言中就是sun.misc.Unsafe类中的各个方法。调用UnSafe类中的CAS方法，JVM会帮我们实现出CAS汇 编指令。这是一种完全依赖于硬件的功能，通过它实现了原子操作。再次强调，由于CAS是一一种系统原语，原语属于操作系统用语 范畴，是由若干条指令组成的，用于完成某个功能的一-个过程，并且原语的执行必须是连续的，在执行过程中不允许被中断，也就 是说CAS是一条CPU的原子指令，不会造成所谓的数据不一致问 题。

代码

package com.example.demo.cas;
    import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
    /** * 比较并交换 */
    public class CasDemo { 
        public static void main(String[] args) { 
            AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(5);
            System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(5, 2020)+"\t current data \t"+atomicInteger.get());
            System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(5, 1024)+"\t current data \t"+atomicInteger.get());
        }
    }

原理  
1 Unsafe  
是CAS的核心类，由于Java方法无法直接访问底层系统，需要通过本地(native) 方法来访问，Unsafe相当于一个后门，基于该 类可以直接操作特定内存的数据。Unsafe 类存在于sun.misc包中，其内部方法操作可以像C的指针一样直接操作内存，因为Java中 CAS操作的执行依赖于Unsafe类的方法。

注意Unsafe类中的所有方法都是native修饰的，也就是说Unsafe类中的方法都直接调用操作系统底层资源达行相应任务

2变量valueOffset，表示该变量值在内存中的偏移地址，因为Unsafe就是根据内存偏移地址获取数据的。

3变量value用volatile修饰，保证了多线程之间的内存可见性。

以AtomicInteger的getAndIncrement方法为例分析

参数

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3Noa3N0YXJ0_size_16_color_FFFFFF_t_70]

缺点

循环时间长,内存开销大  
只能保证一个共享变量的原子操作  
会有ABA问题

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