CAS机制
乐观锁与悲观锁
悲观锁:多个线程操作同一个资源对象,使用互斥锁来实现线程之间的同步。
操作系统会悲观的认为如果不进行严格的线程调用,将发生异常。
所以每次只允许一个线程进行占用,阻塞其他线程。
乐观锁:不锁定资源也能同步线程。一个线程去修改一个资源的状态的时候总是乐观的认为对象状态值没有被修改过。利用CAS(Compare And Swap)机制。CAS需要有3个操作数：内存地址，旧的预期值，将要更新的目标值。
多个线程同时到达,进行读取数据为Old Value,代表之前读到的资源对象的状态值,New Value代表想要对该数据修改后的值。假设A线程率先获得时间片,比较Old Value是否一致,一致则进行修改。B线程也进行该操作发现Old Value不一致就不断进行CAS操作,也叫做自旋,一般会设定一个自选次数的值来防止死锁。
乐观锁与悲观锁的比较:悲观锁调用操作系统底层的同步原语比如mutex,性能较低。乐观锁则减少了操作系统用户态与系统态之间的切换,提升了多线程并发的性能,但是无锁编程难度更高并且控制更加复杂容易出错。CAS操作必须是原子性的!
CAS的例子
需求:使用三个线程对1000以内的数进行打印
可以使用加锁或者CAS,这里使用CAS来进行线程同步
代码以及输出:
AtomicInteger源码
一个long类型的对象一个Unsafe的对象。
AtomicInteger对象的incrementAndGet()调用地实际上是Unsafe对象的getAddAddInt()方法。
Unsafe对象的getAddAddInt()方法里面的while实际上就是一个自旋操作,可以设定自旋次数,不配置的话默认是10,不会出现死循环。
compareAndSwapInt()是一个本地方法,操作是原子性的,与平台实现有关。