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CAS 

compare and set/compare and swap

含义

无锁,自旋锁,乐观锁,轻量级锁

不会阻塞, 不涉及线程切换,不设计操作系统资源切换,上下文内容

public class A {

   AtomicInteger a;

   public void increase() {

//        a.incrementAndGet();

       while (true) {

           int oldVal = a.get();

           int newVal = oldVal + 1;

           if (a.compareAndSet(oldVal, newVal)) {

               break;

           }

       }

   }

}

原子性问题

compareAndSet 中,需要先compare 再 set, 该操作为原子操作, compare&set底层汇编一步完成(具体汇编代码各个系统不一样)

底层汇编中,查询是否是多核操作系统,如果是多核,lock + comp&set 完成, 实际在汇编中有锁

汇编中lock加的锁,如果需要锁的内存已经在cache内,且在一个cache行内(64字节),会加缓存行锁,否则加总线锁(内存的总线,内存只有一个总线,读写内存都要用到总线)

ABA 问题

经典转账案例

假设小琳银行卡有 100 块钱余额,且假定银行转账操作就是一个单纯的 CAS 命令,对比余额旧值是否与当前值相同,如果相同则发生扣减/增加,我们将这个指令用 CAS(origin,expect) 表示。于是,我们看看接下来发生了什么:

1 小琳在 ATM 1 转账 100 块钱给小李;

2 由于ATM 1 出现了网络拥塞的原因卡住了,这时候小琳跑到旁边的 ATM 2 再次操作转账;

3 ATM 2 没让小琳失望,执行了 CAS(100,0),很痛快地完成了转账,此时小琳的账户余额为 0;

4 小王这时候又给小琳账上转了 100,此时小琳账上余额为 100;

5 这时候 ATM 1 网络恢复,继续执行 CAS(100,0),居然执行成功了,小琳账户上余额又变为了 0;

6 这时候小王微信跟小琳说转了 100 过去,是否收到呢?小琳去查了下账,摇了摇头,那么问题来了,钱去了哪呢?

关于钱的去向,有一种可能就是小王给小琳的 100 大洋,因为 ATM 1 网络恢复再次被转给了小李,毕竟小琳尝试了两次转账,出现这种情况虽不合理,但情有可原。假设我们作为银行系统设计者和开发者,不接受这种情况存在,那我们就需要着手处理这种 ABA 问题了。

A线程需要 将V1->V2

B线程需要 将V1->V2 -> V1

ABA解决方法: 加版本号

A线程需要 将V1(版本0)

B线程需要 将V1(版本0)->V2(版本1) -> V1(版本2)

此时A线程将V1(版本2)->V2(版本2) 报错

代码可以使用AtomicStampedReference

轻量级锁一定比重量级锁好吗?

cas轻量级锁, 偏向锁 不一定比 synchronize好

在大量线程增强的时候CAS会一直循环,一直自旋,不如重量级锁

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  • Of course, what a magnificent blog and instructive posts, I surely will bookmark your site.Best Regards!

    18 小时前 回复

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compare and set/compare and swap 含义 无锁,自旋锁,乐观锁,轻量级锁 不会阻塞, 不涉及线程切换,不设计操作系统资源切换,上下文内容 public class A {    …
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2023-02-21