CAS原理

CAS原理

CAS(compare and swap:比较和交换):是一种乐观的自旋锁。

工作原理 举例:A=A+1

  1. 从主存中读取A值,保存(A副本)到线程1的工作内存中。
  2. 然后计算(A副本)+1后变成B值,
  3. 最后再把B值写回到主存中。
  4. CAS的核心是在将B值写入到主存之前,要比较(A副本)和A值是否相同,如果不相同证明此时A值已经被其他线程改变,重新将A值赋给(A副本),并重新计算得到B,如果相同,则将B值写回到主存中。

CAS原理

CAS其实就是实现一种乐观的自旋锁,相较于synchronize的悲观锁,没有阻塞状态,自然也就没有上下文的切换了,而线程状态的切换,耗时比CAS的自旋比较操作耗时大得多。

CAS的缺点

  1. ABA问题:一个值原来是A,变成了B,又变成了A,那么使用CAS进行检查时会发现它的值没有发生变化,但是实际上却变化了。当然,如果我们不关心a值是否被改动过,只关心结果,那其实也无所谓。
  2. 开销问题:成也自旋,败也自旋。当资源竞争足够大,成千上亿个线程去同时争一个资源,那其实大部分时候,大部分的线程都是在compare和重新获取的过程中,就会造成CPU的繁忙。
  3. 只能保证一个共享变量的原子性: CAS的机制就是比较并且交换,只是针对一个资源。如果同时要保证多个资源的原子性,就不适合了,这时候就要用synchronize锁了。
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