一、基础概念
1.1 乐观锁与悲观锁
1.1.1 乐观锁
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乐观锁是
无锁
的实现，乐观是相对悲观锁而言的。 -
java中使用“自旋+CAS+volatile +unsafe类”实现乐观锁。
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乐观锁适用于
竞争少
、多核 CPU 的场景下（读多写少）。
1、如果竞争激烈，可以想到重试必然频繁发生，反而效率会受影响；
2、自旋需要CPU参与
1.1.2 悲观锁
正如其名，具有强烈的独占和排他特性。它指的是对数据被外界修改持保守态度，为了避免同时被其他人修改，采取的是“
先取锁再访问
”的策略。synchronized、ReentrantLock都是悲观锁的典型例子。
1.2 自旋锁与阻塞锁
当一个线程拿不到锁的时候，有以下两种基本的等待策略:
- 策略1：放弃CPU，进入阻塞状态，等待后续被唤醒，再重新被操作系统调度。
- 策略2：不放弃CPU，空转，不断重试，也就是所谓的“自旋”。
- 很显然，如果是单核的CPU，只能用策略1。因为如果不放弃CPU，那么其他线程无法运行，也就无法释放锁。但对于多CPU或者多核，策略2就很有用了，因为没有线程切换的开销。
- 有一点要说明：这两种策略并不是互斥的，可以结合使用。如果拿不到锁，先自旋几圈；如果自旋还拿不到锁，再阻塞，synchronized关键字就是这样的实现策略。
二、原子类（Atomic类）基本介绍
java中，封装了“CAS+volatile +unsafe类 ”的操作，我们称为原子类
，原子类有很多，都以Atomic开头，原子类对应的变量叫原子变量，原子类包括：
- 原子整形类：AtomicInteger、AtomicLong、、AtomicBoolean；
- 原子引用类：AtomicReference、AtomicStampedReference、AtomicMarkableReference；
- AtomicReference：对引用类型做原子操作；
原子类的ABA问题：从 A 改为 B 又改回 A 的情况，叫做ABA问题。
原子整型类、AtomicReference不能感知ABA问题，需要使用AtomicStampedReference、AtomicMarkableReference解决ABA问题。
AtomicStampedReference：能知道被改了多少次，能彻底解决ABA问题。
AtomicMarkableReference：仅能感知到有没有被修改，能缓解ABA问题但不能彻底解决ABA问题。
- 原子数组：AtomicIntegerArray、AtomicLongArray、AtomicReferenceArray；
对数组中的一个元素进行原子操作。注意：不是对整个数组进行原子操作
- 字段更新器：AtomicIntegerFieldUpdater、AtomicLongFieldUpdater、AtomicReferenceFieldUpdater；
- 利用字段更新器，可以针对对象的属性进行原子操作。
- 如果一个类是自己编写的，则可以在编写的时候把成员变量定义为Atomic类型。但如果是一个已经有的类，在不能更改其源代码的情况下，要想实现对其成员变量的原子操作，须用到字段更新器。
- 字段更新器使用的
限制条件
：被处理的字段须被volatile修饰，否则会报错。
2.1 原子整型类AtomicInteger使用举例
package com.fuping3.atomic;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
public class Demo {
private AtomicInteger atomic=new AtomicInteger(100);
public void atomicTest(){
while(true){ //自旋
int expect=atomic.get();
int update=expect-10;
boolean result = atomic.compareAndSet(expect, update);//CAS
if(result){
System.out.println("更新成功");
break;
}
}
}
}
（1）如上代码运行流程如下图：
（2）原子类的CAS函数源码
public final boolean compareAndSet(int expect, int update) {
return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);
}原子类的CAS函数，其实是封装的Unsafe类中的一个native函数compareAndSwapInt，该函数有4个参数：
- 第一个是对象（也就是AtomicInteger 对象）；
- 第二个是对象的成员变量偏移量（通过对象+偏移量，可以找到是对象的哪个属性）；
- 第三个参数expect是指变量的旧值（是读出来的值，写回去的时候，希望没有被其他线程修改，所以称为expect）；
- 第四个参数update是指变量的新值（修改过的，希望写入的值）。
当expect等于变量当前的值时，说明在修改的期间，没有其他线程对此变量进行过修改，所以可以成功写入，变量被更新为update，返回true，否则返回false。
Unsafe类仅提供三个CAS函数：compareAndSwapInt、compareAndSwapLong、compareAndSwapObject（引用类型CAS）；
—-》对boolean的支持是：将boolean转为int；
—-》对double的支持是：依赖double类型提供的一对double类型和long类型互转的函数DoubleAdder