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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