http://blog.csdn.net/aesop_wubo/article/details/7537960

CAS操作

CAS是單詞compare and set的縮寫，意思是指在set之前先比較該值有沒有變化，只有在沒變的情況下才對其賦值。

我們常常做這樣的操作

[java]?view plaincopyprint?

if(a==b)?{??

????a++;??

}??

試想一下如果在做a++之前a的值被改變了怎么辦？a++還執行嗎？出現該問題的原因是在多線程環境下，a的值處于一種不定的狀態。采用鎖可以解決此類問題，但CAS也可以解決，而且可以不加鎖。

[java]?view plaincopyprint?

int?expect?=?a;??

if(a.compareAndSet(expect,a+1))?{??

????doSomeThing1();??

}?else?{??

????doSomeThing2();??

}??

這樣如果a的值被改變了a++就不會被執行。

按照上面的寫法，a!=expect之后,a++就不會被執行，如果我們還是想執行a++操作怎么辦，沒關系，可以采用while循環

[java]?view plaincopyprint?

while(true)?{??

????int?expect?=?a;??

????if?(a.compareAndSet(expect,?a?+?1))?{??

????????doSomeThing1();??

????????return;??

????}?else?{??

????????doSomeThing2();??

????}??

}??

采用上面的寫法，在沒有鎖的情況下實現了a++操作，這實際上是一種非阻塞算法。

應用

java.util.concurrent.atomic包中幾乎大部分類都采用了CAS操作，以AtomicInteger為例，看看它幾個主要方法的實現：

[java]?view plaincopyprint?

public?final?int?getAndSet(int?newValue)?{??

????for?(;;)?{??

????????int?current?=?get();??

????????if?(compareAndSet(current,?newValue))??

????????????return?current;??

????}??

}??

getAndSet方法JDK文檔中的解釋是：以原子方式設置為給定值，并返回舊值。原子方式體現在何處，就體現在compareAndSet上，看看compareAndSet是如何實現的： [java]?view plaincopyprint?

public?final?boolean?compareAndSet(int?expect,?int?update)?{??

????return?unsafe.compareAndSwapInt(this,?valueOffset,?expect,?update);??

}??

不出所料，它就是采用的Unsafe類的CAS操作完成的。

再來看看a++操作是如何實現的： [java]?view plaincopyprint?

public?final?int?getAndIncrement()?{??

????for?(;;)?{??

????????int?current?=?get();??

????????int?next?=?current?+?1;??

????????if?(compareAndSet(current,?next))??

????????????return?current;??

????}??

}??

幾乎和最開始的實例一模一樣，也是采用CAS操作來實現自增操作的。 ++a操作和a++操作類似，只不過返回結果不同罷了 [java]?view plaincopyprint?

public?final?int?incrementAndGet()?{??

????for?(;;)?{??

????????int?current?=?get();??

????????int?next?=?current?+?1;??

????????if?(compareAndSet(current,?next))??

????????????return?next;??

????}??

}??

此外，java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue類全是采用的非阻塞算法，里面沒有使用任何鎖，全是基于CAS操作實現的。CAS操作可以說是JAVA并發框架的基礎，整個框架的設計都是基于CAS操作的。

缺點：

1、ABA問題

CAS操作容易導致ABA問題,也就是在做a++之間，a可能被多個線程修改過了，只不過回到了最初的值，這時CAS會認為a的值沒有變。a在外面逛了一圈回來，你能保證它沒有做任何壞事，不能！！也許它討閑，把b的值減了一下，把c的值加了一下等等，更有甚者如果a是一個對象，這個對象有可能是新創建出來的，a是一個引用呢情況又如何，所以這里面還是存在著很多問題的，解決ABA問題的方法有很多，可以考慮增加一個修改計數，只有修改計數不變的且a值不變的情況下才做a++，也可以考慮引入版本號，當版本號相同時才做a++操作等，這和事務原子性處理有點類似！

2、比較花費CPU資源，即使沒有任何爭用也會做一些無用功。

3、會增加程序測試的復雜度，稍不注意就會出現問題。

總結：

可以用CAS在無鎖的情況下實現原子操作，但要明確應用場合，非常簡單的操作且又不想引入鎖可以考慮使用CAS操作，當想要非阻塞地完成某一操作也可以考慮CAS。不推薦在復雜操作中引入CAS，會使程序可讀性變差，且難以測試，同時會出現ABA問題。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的JAVA并发编程学习笔记之CAS操作的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。