Java多線程之CAS缺點

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目錄：

循環(huán)時間開銷很大

只能保證一個共享變量的原子操作

引來ABA問題及解決方案（重點）

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1. 循環(huán)時間開銷很大

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通過看源碼，我們發(fā)現(xiàn)有個do while，如果CAS失敗，會一直進(jìn)行嘗試。如果CAS長時間一直不成功，可能會給CPU帶來很大的開銷。

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2. 只能保證一個共享變量的原子操作

當(dāng)對一個共享變量執(zhí)行操作時，我們可以使用循環(huán)CAS的方式來保證原子操作。但是，對多個共享變量操作時，循環(huán)CAS就無法保證操作的原子性，這個時候就可用鎖來保證原子性。

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3. 引來ABA問題及解決方案（重點）

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1.ABA問題概述

CAS會導(dǎo)致"ABA問題”

CAS算法實現(xiàn)一個重要前提需要取出內(nèi)存中某時刻的數(shù)據(jù)并在當(dāng)下時刻比較并替換，那么在這個時間差類會導(dǎo)致數(shù)據(jù)的變化。

比如說一個線程one從內(nèi)存位置V中取出A，這時候另一個線程two也從內(nèi)存中取出A，并且線程two進(jìn)行了一些操作將值變成了B，然后線程two又將V位置的數(shù)據(jù)變成A，這時候線程One進(jìn)行CAS作發(fā)現(xiàn)內(nèi)存中仍然是A，然后線程One操作成功。

盡管線程One的CAS慢作成功，但是不代表這個過程就是沒有問題的。

2. 原子引用

解決ABA問題只靠CAS不能解決，還需要用到原子引用技術(shù)。即AtomicReference

簡單代碼測試

import lombok.AllArgsConstructor; import lombok.Getter; import lombok.ToString;import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference;@Getter @ToString @AllArgsConstructor class User{String userName;int age; } public class AtomicReferenceDemo {public static void main(String[] args) {User z3 = new User("Z3",22);User li4 = new User("li4",25);AtomicReference<User> atomicReference = new AtomicReference<>();atomicReference.set(z3);System.out.println(atomicReference.compareAndSet(z3, li4)+"\t"+atomicReference.get().toString());System.out.println(atomicReference.compareAndSet(z3, li4)+"\t"+atomicReference.get().toString());} }

編譯結(jié)果

3. ABA問題解決方案

解決： 原子引用+修改版本號（類似時間戳）

代碼：

import java.util.concurrent.TimeUnit; import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference; import java.util.concurrent.atomic.AtomicStampedReference;/*** ABA問題的解決： AtomicStampedReference*/ public class ABADemo {static AtomicReference<Integer> atomicReference = new AtomicReference<>(100);static AtomicStampedReference<Integer> atomicStampedReference = new AtomicStampedReference<>(100, 1);public static void main(String[] args) {System.out.println("=============以下是ABA問題的產(chǎn)生==============");new Thread(() -> {atomicReference.compareAndSet(100, 101);atomicReference.compareAndSet(101, 100);}, "t1").start();new Thread(() -> {try {//暫停一秒鐘，保證上面的t1完成了一次ABA操作TimeUnit.SECONDS.sleep(1);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(atomicReference.compareAndSet(100, 2019)+ "\t" + atomicReference.get());}, "t2").start();//暫停兩秒鐘等上面代碼執(zhí)行完try {TimeUnit.SECONDS.sleep(2);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("=============以下是ABA問題的解決==============");new Thread(() -> {int stamp = atomicStampedReference.getStamp();System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t第一次版本號" + stamp);// 暫停一秒鐘t3線程,為了t4線程也能拿到相同的stamp。try {TimeUnit.SECONDS.sleep(1);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}atomicStampedReference.compareAndSet(100, 101,atomicStampedReference.getStamp(), atomicStampedReference.getStamp() + 1);System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t第2次版本號" + atomicStampedReference.getStamp());atomicStampedReference.compareAndSet(101, 100,atomicStampedReference.getStamp(), atomicStampedReference.getStamp() + 1);System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t第2次版本號" + atomicStampedReference.getStamp());}, "t3").start();new Thread(() -> {int stamp = atomicStampedReference.getStamp();System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t第一次版本號" + stamp);// 暫停3秒鐘t4線程，保證上面的t3線程完成了一次ABA操作。try {TimeUnit.SECONDS.sleep(3);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}boolean result = atomicStampedReference.compareAndSet(100, 101, stamp, stamp + 1);System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t修改成功否：" + result+ "\t當(dāng)前最新實際版本號:" + atomicStampedReference.getStamp());System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t當(dāng)前實際最新值" + atomicStampedReference.getReference());}, "t4").start();} }

編譯結(jié)果：

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Java多线程之CAS缺点的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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