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文章目錄

• • 1:何為CAS
  • 2:CAS圖示
  • 3:CAS和Volatile的關系
  • 4:為何CAS效率更高一些
  • 5:CAS的特點
  • 7:受保護得共享數據類型
  • • (1):原子基本數據類型
    • (2):原子引用數據類型
  • 7:ABA問題
  • • (1):什么是ABA
    • (2):如何解決呢？

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1:何為CAS

• CAS(Compare And Swap)，即比較并交換。是解決多線程并行情況下使用鎖造成性能損耗的一種機制。
• CAS操作包含三個操作數——內存位置（V）、預期原值（A）和新值(B)。如果內存位置的值與預期原值相匹配，那么處理器會自動將該位置值更新為新值。否則，處理器不做任何操作。
• CAS有效地說明了“我認為位置V應該包含值A；如果包含該值，則將B放到這個位置；否則，不要更改該位置，只告訴我這個位置現在的值即可。

2:CAS圖示

• 我們對共享資源（balance）用 AtomicInteger修飾,調用其compareAndSet方法使每次更余額的時候，我們的余額都是最新值。
  
• 流程展示

解釋：圖示中的注釋中線程2對共享變量的操作發生在 線程1 中 （int next = prev - amount 和 if …之間）在這其中發生了上下文切換。

3:CAS和Volatile的關系

• 獲取共享變量時，需要用到volatile修飾變量，來保證變量的可見性；
• CAS必須借助volatile才能讀取到共享變量的最新值，來實現比較交換。

4:為何CAS效率更高一些

• 無鎖情況下，即使重試失敗，線程始終在高速運行，沒有停歇，而synchronized會讓線程在沒有獲得鎖的
  時候，發生上下文切換，進入阻塞。打個比喻
• 線程就好像高速跑道上的賽車，高速運行時，速度超快，一旦發生上下文切換，就好比賽車要減速、熄
  火，等被喚醒又得重新打火、啟動、加速.恢復到高速運行，代價比較大
• 但無鎖情況下，因為線程要保持運行，需要額外CPU的支持，CPU在這里就好比高速跑道，沒有額外的
  跑道，線程想高速運行也無從談起，雖然不會進入阻塞，但由于沒有分到時間片，仍然會進入可阻塞狀
  態，還是會導致上下文切換。

5:CAS的特點

結合CAS和volatile可以實現無鎖并發，適用于線程數少、多核CPU的場景下。

• CAS是基于樂觀鎖的思想：最樂觀的估計，不怕別的線程來修改共享變量，就算改了也沒關系，我吃虧
  點再重試唄。
• synchronized是基于悲觀鎖的思想：最悲觀的估計，得防著其它線程來修改共享變量，我上了鎖你們都別
  想改，我改完了解開鎖，你們才有機會。
• CAS體現的是== 無鎖并發、無阻塞并發 == ，請仔細體會這兩句話的意思
  • 因為沒有使用synchronized,所以線程不會陷入阻塞，這是效率提升的因素之一
  • 但如果競凈激烈，可以想到重試必然頻繁發生，反而效率會受影響（這里的重試就是，pre值和內存值不一樣，CAS返回的結果false，那么的話我們再進行一次CAS操作）

7:受保護得共享數據類型

(1):原子基本數據類型

(2):原子引用數據類型

7:ABA問題

(1):什么是ABA

本來主線程從主存中獲取到的值是A,然后我們進行CAS中的比較也是和主存中的A進行比較,但是如果有線程在主線程CAS操作之前將A改為B,又將B改為A的話，那么主線程是感知不到的。

(2):如何解決呢？

如果主線程希望只要有其他線程動過了,共享變量的話，那么自己的CAS操作就算失敗，這時僅僅是比較值是不夠的，還要增加一個版本號，只要有人動過共享變量的話，那么版本號就會發生相應的變化，一旦主線程發現版本號不同的話,那么我們就CAS操作失敗

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的java并发之CAS的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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