CAS机制

今天药忘吃喽~ 2024-04-18 15:39 47阅读 0赞

**悲观锁(Pessimistic Lock)**

顾名思义，就是很悲观，每次去拿数据的时候都认为别人会修改，所以每次在拿数据的时候都会上锁，这样别人想拿这个数据就会阻塞直到它拿到锁（共享资源每次只给一个线程使用，其它线程阻塞，用完后再把资源转让给其它线程）。Java中`synchronized`和`ReentrantLock`等独占锁就是悲观锁思想的实现。

**乐观锁(Optimistic Lock)**

顾名思义，就是很乐观，每次去拿数据的时候都认为别人不会修改，所以不会上锁，但是在更新的时候会判断一下在此期间别人有没有去更新这个数据，可以使用版本号等机制。乐观锁适用于多读的应用类型，这样可以提高吞吐量，像数据库如果提供类似于write\_condition机制的其实都是提供的乐观锁。在Java中`java.util.concurrent.atomic`包下面的原子变量类就是使用了乐观锁的一种实现方式CAS实现的。

两种锁各有优缺点，像乐观锁适用于写比较少的情况下，即冲突真的很少发生的时候，这样可以省去了锁的开销，加大了系统的整个吞吐量。悲观锁比较适合于经常产生冲突，上层应用会不断的进行retry。

### CAS原理 ###

**【更新】一个【变量】时，只有当变量的【预期值A】和【内存地址V】当中的实际值【相同】时，才会将【内存地址V】对应的值修改为【要修改的新值B】**

举个例子：

1. 在内存地址V当中，存储着值为10的变量。

![2019090909533442.png][]

2. 此时线程1想要把变量的值增加1。对线程1来说，旧的预期值A=10，要修改的新值B=11。

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3. 在线程1要提交更新之前，另一个线程2抢先一步，把内存地址V中的变量值率先更新成了11。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQyMTgzNDA5_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

4. 线程1开始提交更新，首先进行A和地址V的实际值比较（Compare），发现A不等于V的实际值，提交失败。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQyMTgzNDA5_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

5. 线程1重新获取内存地址V的当前值，并重新计算想要修改的新值。  
          此时对线程1来说，A=11，B=12。  
          这个重新尝试的过程被称为自旋。

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6. 这一次比较幸运，没有其他线程改变地址V的值。  
       线程1进行Compare，发现A和地址V的实际值是相等的。

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7.  线程1进行Swap，把地址V的值替换为B，也就是12。

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