java并发 - CAS

CAS 即 Compa re and Swap ，其是 JDK 提供的非阻塞原子性操作 ， 它通过硬件保证了比较-更新操作的原子性

原理

CAS 实现的机制就是 使用Unsafe 类

• boolean compareAndSwapLong(Object obj ,long valueOffset,long expect, long update）方
  法 ： 其中 compareAndSwap 的意 思 是 比 较并交换。 CAS 有四 个操作数 ， 分别为 ： 对
  象内存位置 、 对象中 的 变量的偏移量 、 变量预期值和新的值 。 其操作含义是 ， 如果
  对象 obj 中内存偏移量为 valueOffset 的 变量值为 expect ，则 使用新 的 值 update 替换
  旧的 值 expect

CAS问题

ABA问题

假 如 线程 I 使用 CAS 修改初始值为 A 的变量 X ， 那么线程 I 会首先去获取当前变量 X 的值（为 A 〕 ， 然后使用 CAS 操作尝试修改 X 的 值为 B ， 如 果使 用 CAS 操作成 功 了 ， 那 么程序运 行 一 定是正确的 吗 ？其实未必，这是因为有可能在线程 I 获取变 量 X 的值 A 后，在执行 CAS 前，线程 II 使用 CAS 修改了 变量 X 的 值 为 B ，然后又使 用 CAS 修改 了 变量 X 的 值为 A 。 所以 虽然线程 I 执行 CAS时 X 的值是 A ， 但是这个 A 己经不是线程 I 获取 时 的 A 了

如何解决ABA问题

使用 AtomicStampedReference可以解决

循环时间长开销大

自旋CAS如果长时间不成功，会给CPU带来非常大的执行开销

只能保证一个共享变量的原子操作

当对一个共享变量执行操作时，可以使用自旋CAS的方式来保证原子操作，但是对多个共享变量操作时，自旋CAS就无法保证操作的原子性从Java1.5开始JDK提供了AtomicReference类来保证引用对象之间的原子性，可以把多个变量放在一个对象里来进行CAS操作

Unsafe 类

JDK 的此jar 包中 的 Unsafe 类提供了 硬件级 别的 原子性操作 ， Un s afe 类中的方法都是native 方法

一般情况我们是使用不了 Unsafe 类的，因为Unsafe 类在rt.jar包中， rt.jar 包里面的类是使用 Bootstrap 类 加载器加载的，而我们的启动 main 函数所在 的 类是使用AppClassLoader 加 载 的，所以在 main 函数 里 面加载 Unsafe 类 时伞，根据 委 托机制， 会委 托给 Bootstrap 去加载 Unsafe 类