CAS比较并替换

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原理

也就是compare And Swap,中文是对比并且交换,非常精准的说出了cas的意思。比较和交换是原子的。

多个线程对一个变量读写的覆盖。就比如一个共享变量x。线程读到自己的“本地缓存”,然后进行操作。B线程也读到自己的“本地缓存”中进行操作。他俩写回内存就有覆盖问题。

使用CAS以后,读取数据的时候用一个标志位记录原来的数据,操作完写回去时需要需要对比标志位数是都和内存最新值是否相同相同则写回,不相同则失效,需要重新读取。



会导致问题及解决办法


问题:

1)ABA问题;

并发环境下,假设初始条件是A,去修改数据时,发现是A就会执行修改。但是看到的虽然是A,中间可

能发生了A变B,B又变回A的情况。此时A已经非彼A,数据即使成功修改,也可能有问题。

2)循环时间长,开销大;

是因为CAS操作长时间不成功的话,会导致一直自旋,相当于死循环了,CPU的压力会很大。

3)只能保证一个变量的原子性;

CAS操作单个共享变量的时候可以保证原子的操作,多个变量就不行了,JDK 5之后 AtomicReference可以用来保证对象之间的原子性,就可以把多个对象放入CAS中操作。


ABA问题解决:

使用版本号。不再使用标志位,而是使用版本号,每次对比版本号,对比修改成功后版本号+1。


多个变量原子性解决:

1)将变量封装成对象

2)使用互斥锁



CAS与volatile

CAS需要volatile支持,必须volatile配合才能读到共享变量的最新值。



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