CAS你知道吗

1.比较并交换

CASDemo

/**
 *  CAS => compareAndSet
 *  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, 2019) + "\t current" + atomicInteger.get());
        System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(5, 2014) + "\t current" + atomicInteger.get());
    }
}

2.CAS底层原理?如果知道,谈谈你对UnSafe的理解

atomicInteger.getAndIncrement()方法的源代码:

/**
 * Atomically increments by one the current value.
 *
 * @return the previous value
 */
public final int getAndIncrement() {
    return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, 1);
}
引出来一个问题:UnSafe类是什么?

UnSafe

1.UnSafe

是CAS的核心类 由于Java 方法无法直接访问底层 ,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的内存数据.UnSafe类位于sun.misc包中,其内部方法操作可以向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类中所有的方法都是native修饰的,也就是说UnSafe类中的方法都是直接调用操作底层资源执行响应的任务

2.变量ValueOffset,便是该变量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

CAS是什么

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,如果是则更新为新的值,这个过程是原子的.

CAS并发原语体现在Java语言中就是sun.misc.UnSaffe类中的各个方法.调用UnSafe类中的CAS方法,JVM会帮我们实现CAS汇编指令.这是一种完全依赖于硬件 功能,通过它实现了原子操作,再次强调,由于CAS是一种系统原语,原语属于操作系统用于范畴,是由若干条指令组成,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中断,也即是说CAS是一条原子指令,不会造成所谓的数据不一致的问题.

unSafe.getAndIncrement

var1 AtomicInteger对象本身.
var2 该对象值的引用地址
var4 需要变动的数值
var5 是用过var1 var2找出内存中真实的值
用该对象当前的值与var5比较
如果相同,更新var5的值并且返回true
如果不同,继续取值然后比较,直到更新完成

假设线程A和线程B两个线程同时执行getAndAddInt操作(分别在不同的CPU上):

1.AtomicInteger里面的value原始值为3,即主内存中AtomicInteger的value为3,根据JMM模型,线程A和线程B各自持有一份值为3的value的副本分别到各自的工作内存.

2.线程A通过getIntVolatile(var1,var2) 拿到value值3,这是线程A被挂起.

3.线程B也通过getIntVolatile(var1,var2) 拿到value值3,此时刚好线程B没有被挂起并执行compareAndSwapInt方法比较内存中的值也是3 成功修改内存的值为4 线程B 一切OK.

4.这时线程A恢复,执行compareAndSwapInt方法比较,发现自己手里的数值和内存中的数字4不一致,说明该值已经被其他线程抢先一步修改了,那A线程修改失败,只能重新来一遍了.

5.线程A重新获取value值,因为变量value是volatile修饰,所以其他线程对他的修改,线程A总是能够看到,线程A继续执行compareAndSwapInt方法进行比较替换,直到成功.

简单版小总结

3.CAS缺点

循环时间长开销很大

只能保证一个共享变量的原子性

引出来ABA问题

见--原子类AtomicInteger的ABA问题