原子类

java.util.concurrent.atomic包:原子类的小工具包,支持在单个变量上解除锁的线程安全编程

原子变量类相当于一种泛化的 volatile 变量,能够支持原子的和有条件的读-改-写操作。AtomicInteger 表示一个int类型的值,并提供了 get 和 set 方法,这些 Volatile 类型的int变量在读取和写入上有着相同的内存语义。它还提供了一个原子的 compareAndSet 方法(如果该方法成功执行,那么将实现与读取/写入一个 volatile 变量相同的内存效果),以及原子的添加、递增和递减等方法。AtomicInteger 表面上非常像一个扩展的 Counter 类,但在发生竞争的情况下能提供更高的可伸缩性,因为它直接利用了硬件对并发的支持。

悲观锁

为什么会有原子类

CAS:Compare and Swap,即比较再交换。

jdk5增加了并发包java.util.concurrent.*,其下面的类使用CAS算法实现了区别于synchronouse同步锁的一种乐观锁。JDK 5之前Java语言是靠synchronized关键字保证同步的,这是一种独占锁,也是是悲观锁。

如果同一个变量要被多个线程访问,则可以使用该包中的类

AtomicBoolean

AtomicInteger

AtomicLong

AtomicReference

我只说下AtomicInteger,大家了解下。其他的都是类似的。

先看这段代码:

package com.toov5.thread;

import javax.swing.text.AbstractDocument.BranchElement;

//两个线程同时操作一个全局变量 线程安全问题
public class Test01 extends Thread{
//共享全局变量
private static int count = 1; @Override
public void run() {
while(true){
Integer count = getCount();
if (count==1000) {
break;
}
System.out.println(count);
}
} public Integer getCount(){
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
return count++;
} public static void main(String[] args) {
Test01 t1 = new Test01();
Test01 t2 = new Test01();
t1.start();
t2.start();
} }

线程安全问题:

解决线程安全问题 可以用synchronize ,原子性 可见性 可重入性

效率低 不能解决重排序

加了之后 还是有这个问题  这是两个线程   用的this锁!!  应该用同步代码块  但是 Runnable就不一样的解决方式了

解决!!

synchronize 只有一个线程进去 解决完了 后面的才进来 效率低 阻塞

用乐观锁解决:  AtomicInteger

线程安全 共享全局变量 做++操作的 底层是个线程安全的++

package com.toov5.thread;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

//两个线程同时操作一个全局变量 线程安全问题
public class Test01 implements Runnable{
//共享全局变量
// private static int count = 1;
AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger();
@Override
public void run() {
while(true){
Integer count = getCount();
if (count==1000) {
break;
}
System.out.println(count);
}
} public Integer getCount(){
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
return atomicInteger.incrementAndGet(); //每次做自增
} public static void main(String[] args) {
Test01 test01 = new Test01();
Thread t1 = new Thread(test01);
Thread t2 = new Thread(test01);
t1.start();
t2.start();
} }

线程安全的,但是他底层没有使用锁   CAS无锁机制

do while      做比较 一直比较     类似于自旋锁 自旋嘛

CAS与Java内存模型(JMM)结合理解

CAS无锁机制 三个参数:

V :需要更新的变量   主内存中的

E :预期值               本地内存的

N :新值

如果:

V=E  说明没有被修改过    将V的值设为N

V!=E 说明被修改过    主内存中的值刷新到本地内存,然后进行循环比较,一致了就改为N

CAS无锁模式

什么是CAS

CAS:Compare and Swap,即比较再交换。

jdk5增加了并发包java.util.concurrent.*,其下面的类使用CAS算法实现了区别于synchronouse同步锁的一种乐观锁。JDK 5之前Java语言是靠synchronized关键字保证同步的,这是一种独占锁,也是是悲观锁。

CAS算法理解

(1)与锁相比,使用比较交换(下文简称CAS)会使程序看起来更加复杂一些。但由于其非阻塞性,它对死锁问题天生免疫,并且,线程间的相互影响也远远比基于锁的方式要小。更为重要的是,使用无锁的方式完全没有锁竞争带来的系统开销,也没有线程间频繁调度带来的开销,因此,它要比基于锁的方式拥有更优越的性能。

(2)无锁的好处:

第一,在高并发的情况下,它比有锁的程序拥有更好的性能;

第二,它天生就是死锁免疫的。

就凭借这两个优势,就值得我们冒险尝试使用无锁的并发。

(3)CAS算法的过程是这样:它包含三个参数CAS(V,E,N): V表示要更新的变量,E表示预期值,N表示新值。仅当V值等于E值时,才会将V的值设为N,如果V值和E值不同,则说明已经有其他线程做了更新,则当前线程什么都不做。最后,CAS返回当前V的真实值。

(4)CAS操作是抱着乐观的态度进行的,它总是认为自己可以成功完成操作。当多个线程同时使用CAS操作一个变量时,只有一个会胜出,并成功更新,其余均会失败。失败的线程不会被挂起,仅是被告知失败,并且允许再次尝试,当然也允许失败的线程放弃操作。基于这样的原理,CAS操作即使没有锁,也可以发现其他线程对当前线程的干扰,并进行恰当的处理。

(5)简单地说,CAS需要你额外给出一个期望值,也就是你认为这个变量现在应该是什么样子的。如果变量不是你想象的那样,那说明它已经被别人修改过了。你就重新读取,再次尝试修改就好了。

(6)在硬件层面,大部分的现代处理器都已经支持原子化的CAS指令。在JDK 5.0以后,虚拟机便可以使用这个指令来实现并发操作和并发数据结构,并且,这种操作在虚拟机中可以说是无处不在。

CAS(乐观锁算法)的基本假设前提

CAS比较与交换的伪代码可以表示为:

do{   
       备份旧数据;  
       基于旧数据构造新数据;  
}while(!CAS( 内存地址,备份的旧数据,新数据 ))

就是指当两者进行比较时,如果相等,则证明共享数据没有被修改,替换成新值,然后继续往下运行;如果不相等,说明共享数据已经被修改,放弃已经所做的操作,然后重新执行刚才的操作。容易看出 CAS 操作是基于共享数据不会被修改的假设,采用了类似于数据库的
commit-retry 的模式。当同步冲突出现的机会很少时,这种假设能带来较大的性能提升。

CAS无锁机制原理的更多相关文章

  1. CAS无锁实现原理以及ABA问题

    CAS(比较与交换,Compare and swap) 是一种有名的无锁算法.无锁编程,即不使用锁的情况下实现多线程之间的变量同步,也就是在没有线程被阻塞的情况下实现变量的同步,所以也叫非阻塞同步(N ...

  2. (转载)java高并发:CAS无锁原理及广泛应用

    java高并发:CAS无锁原理及广泛应用   版权声明:本文为博主原创文章,未经博主允许不得转载,转载请注明出处. 博主博客地址是 http://blog.csdn.net/liubenlong007 ...

  3. 二、多线程基础-乐观锁_悲观锁_重入锁_读写锁_CAS无锁机制_自旋锁

    1.10乐观锁_悲观锁_重入锁_读写锁_CAS无锁机制_自旋锁1)乐观锁:就像它的名字一样,对于并发间操作产生的线程安全问题持乐观状态,乐观锁认为竞争不总是会发生,因此它不需要持有锁,将 比较-设置 ...

  4. Atitit。Cas机制 软件开发 编程语言 无锁机制 java c# php

    Atitit.Cas机制 软件开发 编程语言 无锁机制 java c# php 1. 为什么需要无锁操作1 2. 硬件支持 cas  atomic2 3. 无锁编程(Lock-Free)就是在某些应用 ...

  5. Atitit.软件与编程语言中的锁机制原理attilax总结

    Atitit.软件与编程语言中的锁机制原理attilax总结 1. 用途 (Db,业务数据加锁,并发操作加锁.1 2. 锁得类型 排它锁 "互斥锁 共享锁 乐观锁与悲观锁1 2.1. 自旋锁 ...

  6. java并发:AtomicInteger 以及CAS无锁算法【转载】

    1 AtomicInteger解析 众所周知,在多线程并发的情况下,对于成员变量,可能是线程不安全的: 一个很简单的例子,假设我存在两个线程,让一个整数自增1000次,那么最终的值应该是1000:但是 ...

  7. CAS无锁算法与ConcurrentLinkedQueue

    CAS:Compare and Swap 比较并交换 java.util.concurrent包完全建立在CAS之上的,没有CAS就没有并发包.并发包借助了CAS无锁算法实现了区别于synchroni ...

  8. CAS 无锁式同步机制

    计算机系统中,CPU 和内存之间是通过总线进行通信的,当某个线程占有 CPU 执行指令的时候,会尽可能的将一些需要从内存中访问的变量缓存在自己的高速缓存区中,而修改也不会立即映射到内存. 而此时,其他 ...

  9. 无锁机制----比较交换CAS Compare And Swap

    一.锁与共享变量 加锁是一种悲观的策略,它总是认为每次访问共享资源的时候,总会发生冲突,所以宁愿牺牲性能(时间)来保证数据安全. 无锁是一种乐观的策略,它假设线程访问共享资源不会发生冲突,所以不需要加 ...

随机推荐

  1. Codeforces Gym 100203I I WIN 最大流

    原题链接:http://codeforces.com/gym/100203/attachments/download/1702/statements.pdf 题解 首先寻找每个I,然后枚举形状,如果匹 ...

  2. Mac下安装和使用GunPG(GPG)

    GPG是加解密的工具,亦可以用于签名.非对称加解密.需要公钥和私钥. mac下安装:brew install gpg 使用gpg工具校验下载文件的完整性,从官网下载KEYS和asc文件:gpg --i ...

  3. 如何模拟alert/confirm/prompt实现阻断程序运行

    场景:在执行js的时候,我们希望运行到某处,进行用户交互,根据交互的内容,运行下面的程序:下面的js程序需要用的和用户交互的内容,所以,和用户交互时,后面的程序必须停止运行 方案: 1. 原生的ale ...

  4. maven的学习系列(二)—maven的文件夹结构

    maven的文件有自己的组织方式,例如以下所看到的: ---maven ----src ---main ----java ---test ----java -----pom.xml 当运行完mvn c ...

  5. Azure Mobile App - Custom Authentication

    Custom Authentication: 1. For OLD Mobile Service - https://azure.microsoft.com/en-us/documentation/a ...

  6. 笔记03 wpf 在MVVM模式下怎样在Viewmodel里面获得view的控件对象

     转自http://blog.csdn.net/qing2005/article/details/6601199http://blog.csdn.net/qing2005/article/detail ...

  7. JavaScript包管理器综述

    JavaScript包管理器综述 作者:chszs,未经博主同意不得转载.经许可的转载需注明作者和博客主页:http://blog.csdn.net/chszs 对于JavaScript来说.包管理器 ...

  8. kubernetes 之QoS服务质量管理

    系列目录 在kubernetes中,每个POD都有个QoS标记,通过这个Qos标记来对POD进行服务质量管理.QoS的英文全称为"Quality of Service",中文名为& ...

  9. Json API接口数据生成

    偶然发现,对前端数据模拟挺好用,没有跨域问题 https://myjson.com/

  10. windows下gVim 中文显示为乱码

    打开vimrc文件,在vim的安装目录下可以找到该文件: 或在windows下是在vim/gvim下输入:edit $vim/_vimrc. 在文件的末尾添加一句 "set fileenco ...