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标题: JUC并发编程学习笔记（十八）深入理解CAS [打印本页]

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作者: 笑看天下无敌手    时间: 2023-12-13 04:27
标题: JUC并发编程学习笔记（十八）深入理解CAS
深入理解CAS

什么是CAS

为什么要学CAS：大厂你必须深入研究底层！有所突破！
java层面的cas------->compareAndSet
compareAndSet(int expectedValue, int newValue) 期望并更新，达到期望值就更新、否则就不更新！

1. package org.example.cas;
3. import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
5. public class CASDemo {
6.     public static void main(String[] args) {
7.         AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(2020);
8.         //JAVA CAS -> 比较并交换
9.         //期望、更新
10.         //compareAndSet(int expectedValue, int newValue)
11.         //如果我期望的值达到了那么就跟新、否则就不更新；CAS 是CPU的并发原语！
12.         System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2020, 2021));
13.         //达到期望值更新成功
14.         System.out.println(atomicInteger.get());
15.         //更新后未达到期望值，更新失败
16.         System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2020, 2021));
17.         System.out.println(atomicInteger.get());
18.     }
19. }

复制代码

Unsafe类

java不能直接操作内存，但是可以调用c++，c++可以操作内存，java可以通过native关键字定义的方法来调用c++。Unsafe类就像是java留给自己的一个后门。所以Unsafe类中都是native方法和调用native方法的方法！
在原子类里，有一个getAndIncrement方法用作自增、那么他的底层是如何实现的呢？
其实就是调用的unsafe类中的getAndAddInt方法

1. public final int getAndIncrement() {
2.     //dalta传入了1
3.     return U.getAndAddInt(this, VALUE, 1);
4. }

复制代码

1. public final int getAndAddInt(Object o, long offset, int delta) {
2.     int v;
3.     do {
4.         //v每次都跟新为最新值，所以一直会是期望的值！就执行了++的操作
5.         v = getIntVolatile(o, offset);
6.         //如果当前对象o期望的值等于v，那么将当前对象o的值跟新为v+dalta；
7.     } while (!weakCompareAndSetInt(o, offset, v, v + delta));
8.     return v;
9. }

复制代码

1. public final boolean weakCompareAndSetInt(Object o, long offset,
2.                                               int expected,
3.                                               int x) {
4.         return compareAndSetInt(o, offset, expected, x);
5.     }

复制代码

1. public final native boolean compareAndSetInt(Object o, long offset,
2.                                                  int expected,
3.                                                  int x);

复制代码

对比观察，其实getAndAddInt就是定义一个变量取到最新的值，然后通过while循环一直更新，其中getIntVolatile和compareAndSetInt都是通过java调用底层c++操作内存。
其中用到了一段标准的锁（自旋锁！）：

1. do {
2.         //v每次都跟新为最新值，所以一直会是期望的值！就执行了++的操作
3.         v = getIntVolatile(o, offset);
4.         //如果当前对象o期望的值等于v，那么将当前对象o的值跟新为v+dalta；
5.     } while (!weakCompareAndSetInt(o, offset, v, v + delta));

复制代码

缺点
1、循环会耗时
2、一次性只能保证一个共享变量的原子性
3、会存在ABA问题
优点
自带原子性

CAS        :        ABA问题(狸猫换太子)！

1. package org.example.cas;
3. import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
5. public class CASDemo {
6.     public static void main(String[] args) {
7.         AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(2020);
8.         //JAVA CAS -> 比较并交换
9.         //期望、更新
10.         //compareAndSet(int expectedValue, int newValue)
11.         //如果我期望的值达到了那么就跟新、否则就不更新;   CAS 是CPU的并发原语！
12.         //===============捣乱的线程================
13.         System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2020, 2021));
14.         System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2021, 2020));
15.         //达到期望值更新成功
16.         System.out.println(atomicInteger.get());
17.         //更新后未达到期望值，更新失败
18.         //===============期望的线程================
19.         System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2020, 2021));
20.         System.out.println(atomicInteger.get());
21.         //getAndIncrement number++ 底层如何实现的？
22.         atomicInteger.getAndIncrement();//++方法
24.     }
25. }

复制代码

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