轉(zhuǎn)載自?永遠(yuǎn)愛(ài)大家的 ? 程序員小灰

示例程序：啟動(dòng)兩個(gè)線程，每個(gè)線程中讓靜態(tài)變量count循環(huán)累加100次。

最終輸出的count結(jié)果是什么呢？一定會(huì)是200嗎？

加了同步鎖之后，count自增的操作變成了原子性操作，所以最終的輸出一定是count=200，代碼實(shí)現(xiàn)了線程安全。

為什么這么說(shuō)呢？關(guān)鍵在于性能問(wèn)題。

Synchronized關(guān)鍵字會(huì)讓沒(méi)有得到鎖資源的線程進(jìn)入BLOCKED狀態(tài)，而后在爭(zhēng)奪到鎖資源后恢復(fù)為RUNNABLE狀態(tài)，這個(gè)過(guò)程中涉及到操作系統(tǒng)用戶模式和內(nèi)核模式的轉(zhuǎn)換，代價(jià)比較高。

盡管Java1.6為Synchronized做了優(yōu)化，增加了從偏向鎖到輕量級(jí)鎖再到重量級(jí)鎖的過(guò)度，但是在最終轉(zhuǎn)變?yōu)橹亓考?jí)鎖之后，性能仍然較低。

所謂原子操作類，指的是java.util.concurrent.atomic包下，一系列以Atomic開(kāi)頭的包裝類。例如AtomicBoolean，AtomicInteger，AtomicLong。它們分別用于Boolean，Integer，Long類型的原子性操作。

現(xiàn)在我們嘗試在代碼中引入AtomicInteger類：

使用AtomicInteger之后，最終的輸出結(jié)果同樣可以保證是200。并且在某些情況下，代碼的性能會(huì)比Synchronized更好。

什么是CAS？

CAS是英文單詞Compare And Swap的縮寫(xiě)，翻譯過(guò)來(lái)就是比較并替換。

CAS機(jī)制當(dāng)中使用了3個(gè)基本操作數(shù)：內(nèi)存地址V，舊的預(yù)期值A(chǔ)，要修改的新值B。

更新一個(gè)變量的時(shí)候，只有當(dāng)變量的預(yù)期值A(chǔ)和內(nèi)存地址V當(dāng)中的實(shí)際值相同時(shí)，才會(huì)將內(nèi)存地址V對(duì)應(yīng)的值修改為B。

這樣說(shuō)或許有些抽象，我們來(lái)看一個(gè)例子：

1.在內(nèi)存地址V當(dāng)中，存儲(chǔ)著值為10的變量。

2.此時(shí)線程1想要把變量的值增加1。對(duì)線程1來(lái)說(shuō)，舊的預(yù)期值A(chǔ)=10，要修改的新值B=11。

3.在線程1要提交更新之前，另一個(gè)線程2搶先一步，把內(nèi)存地址V中的變量值率先更新成了11。

4.線程1開(kāi)始提交更新，首先進(jìn)行A和地址V的實(shí)際值比較（Compare），發(fā)現(xiàn)A不等于V的實(shí)際值，提交失敗。

5.線程1重新獲取內(nèi)存地址V的當(dāng)前值，并重新計(jì)算想要修改的新值。此時(shí)對(duì)線程1來(lái)說(shuō)，A=11，B=12。這個(gè)重新嘗試的過(guò)程被稱為自旋。

6.這一次比較幸運(yùn)，沒(méi)有其他線程改變地址V的值。線程1進(jìn)行Compare，發(fā)現(xiàn)A和地址V的實(shí)際值是相等的。

7.線程1進(jìn)行SWAP，把地址V的值替換為B，也就是12。

從思想上來(lái)說(shuō)，Synchronized屬于悲觀鎖，悲觀地認(rèn)為程序中的并發(fā)情況嚴(yán)重，所以嚴(yán)防死守。CAS屬于樂(lè)觀鎖，樂(lè)觀地認(rèn)為程序中的并發(fā)情況不那么嚴(yán)重，所以讓線程不斷去嘗試更新。

CAS的缺點(diǎn)：

1.CPU開(kāi)銷較大

在并發(fā)量比較高的情況下，如果許多線程反復(fù)嘗試更新某一個(gè)變量，卻又一直更新不成功，循環(huán)往復(fù)，會(huì)給CPU帶來(lái)很大的壓力。

2.不能保證代碼塊的原子性

CAS機(jī)制所保證的只是一個(gè)變量的原子性操作，而不能保證整個(gè)代碼塊的原子性。比如需要保證3個(gè)變量共同進(jìn)行原子性的更新，就不得不使用Synchronized了。

3.ABA問(wèn)題

這是CAS機(jī)制最大的問(wèn)題所在。

什么是ABA問(wèn)題？怎么解決？我們下一期來(lái)詳細(xì)介紹。

幾點(diǎn)補(bǔ)充：

本漫畫(huà)純屬娛樂(lè)，還請(qǐng)大家盡量珍惜當(dāng)下的工作，切勿模仿小灰的行為哦。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的什么是 CAS 机制的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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