CAS简介以及CAS的缺点和处理方法

Paloma ·

更新时间:2024-09-20

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CAS是什么

CAS是指比较并交换（compy and set），底层原理为native修饰，直接操作地址

生活中的例子如修改成绩单，老师将成绩单贴到墙上，可以很多同学去观看，但对成绩单进行修改时只能一个人修改，比如数学老师正在对成绩单修改，同学们这时看到的还是老版成绩单，修改完成后重新贴到墙上。如果这时候语文老师也要修改，要先保证修改的成绩单是新的（也就是数学老师修改后的版本），才能提交。

CAS的缺点

CAS的缺点如下

可以看到源码是一个自旋锁，如果循环长时间对cpu是一种很大消耗

只能保证一个共享变量的原子操作，对多个共享变量操作时，循环CAS就无法保证操作的原子性，这个时候就可用锁来保证原子性。

3.ABA问题（重点）

ABA问题指的是比如有两个线程一个快，一个慢。快线程将初始A变量改为B，然后又将B改成了A，此时慢线程以为初始变量没有改变过一直是A，继续在此版本上进行修改，但此时A已经不是初始的A了，在业务中可能会出现问题。

解决办法：原子引用+修改版本号


import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicStampedReference;
public class ABASolution {
    static  AtomicReference atomicReference = new AtomicReference(100);
    static  AtomicStampedReference atomicStampedReference = new AtomicStampedReference(100,1);
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("-------------------ABA问题");
        new Thread(() ->{
            atomicReference.compareAndSet(100,101);
            atomicReference.compareAndSet(101,100);
        },"t1").start();
        new Thread(() ->{
            try{
                TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
            new Thread(() ->{
                System.out.println(atomicReference.compareAndSet(100,2020)+"\t"+atomicReference.get().toString());
            }).start();
        },"t2").start();
        //让以上代码执行完毕
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("-------------------ABA问题的解决");
        new Thread(() ->{
            int stamp = atomicStampedReference.getStamp();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"第一次的Stamp的值"+stamp);
            try{
                TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
            //从A->B
            atomicStampedReference.compareAndSet(100,101,atomicStampedReference.getStamp(),atomicStampedReference.getStamp()+1);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t"+"第二次版本号"+atomicStampedReference.getStamp());
            //从B->A
            atomicStampedReference.compareAndSet(101,100,atomicStampedReference.getStamp(),atomicStampedReference.getStamp()+1);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t"+"第二次版本号"+atomicStampedReference.getStamp());
        },"t3").start();
        new Thread(() ->{
            int stamp = atomicStampedReference.getStamp();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"第一次的Stamp的值"+stamp);
            try{
                TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
            boolean result = atomicStampedReference.compareAndSet(100,2020,stamp,stamp+1);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t修改成功与否"+"\t"+result+"\t当前版本号"+stamp+"\t实际版本号"+atomicStampedReference.getStamp());
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t"+"当前最新值"+atomicStampedReference.getReference());
        },"t4").start();
    }
}

最后可以看到结果如下：