好兄弟们,不会真有人看不懂CAS吧?反正我是没看懂…
一. CAS是什么?import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
/**
* 1. CAS是什么? => compareAndSet 比较并交换
*/
public class CASTest {
public static void main(String[] args) {
AtomicInteger atomicInteger=new AtomicInteger(5);
System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(5,2019)+"\t "+"currentData: "+atomicInteger.get());
System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(5,2020)+"\t "+"currentData: "+atomicInteger.get());
}
}
周阳老师的图就是画的骚~
怎么个意思呢
首先来看看atomicInteger.getAndIncrement()为什么不加synchronized也能在多线程下保持线程安全
点开后,我们发现有个unsafe类,unsafe是CAS的核心类
注意Unsafe类中的所有方法都是native修饰的,也就是说Unsafe类中的方法都直接调用操作系统底层资源执行相应任务
2. 变量valueOffset, 表示该变量值在内存中的偏移地址,因为Unsafe就是根据内存偏移地址获取数据的。
3. 变量value用volatile修饰, 保证了多线程之间的内存可见性。
2.1 JMM内存模型(涉及到的知识点)由于JMM运行程序的实体是线程,而每个线程创建时JVM都会为其创建一个工作内存(有些地方称为栈空间),工作内存是每个线程的私有数据区域,而Java内存模型中规定所有变量都存储在主内存,主内存是共享内存区域,所有线程都可以访问,但线程对变量的操作(读取赋值等)必须在工作内存中进行,首先要将变量从主内存拷贝到的线程自己的工作内存空间,然后对变量进行操作,操作完成后再将变量写回主内存,不能直接操作主内存中的变量,各个线程中的工作内存中存储着主内存中的变量副本拷贝,因此不同的线程间无法访问对方的工作内存,线程间的通信(传值)必须通过主内存来完成,其简要访问过程如下图:
2.2 CAS底层CAS的全称为Compare-And-Swap,它是一-条CPU并发原语。
它的功能是判断内存某个位置的值是否为预期值,如果是则更改为新的值,这个过程是原子的。
CAS并发原语体现在JAVA语言中就是sun.misc.Unsafe类中的各个方法。调用UnSafe类中的CAS方法,JVM会帮我们实现出CAS汇编指令。这是一种完全依赖于硬件的功能,通过它实现了原子操作。再次强调,由于CAS是一种系统原语,原语属于操作系统用语范畴,是由若干条指令组成的,用于完成某个功能的一一个过程,并且原语的执行必须是连续的,在执行过程中不允许被中断,也就是说CAS是一条CPU的原子指令,不会 造成所谓的数据不一致问题。
首先, var1代表当前对象,var2代表对象的偏移地址,var4就是那个+1的值,然后getIntVolatile()这个方法去获取当前对象的这个值是多少,给他保存到var5,然后,过了一会,compareAndSwapInt()这个方法去再比较当前对象的值还是不是var5,是的话就给这个值+1,返回true,while里面就是false就退出循环,最后返回出+1后的值. 如果当前对象不是之前的var5了,返回一个false,while循环里面就是true,继续循环,拿到下一个值去比较,直到比较成功~
再来一遍,根据JMM内存模型来看
1. CAS (CompareAndSwap)总结
比较当前工作内存中的值和主内存中的值,如果相同则执行规定操作,
否则继续比较直到主内存和工作内存中的值一致为止.
2. CAS应用
CAS有3个操作数,内存值V;旧的预期值A,要修改的更新值B。
当且仅当预期值A和内存值V相同时,将内存值V修改为B,否则什么都不做。.
3. CAS缺点
由于用了while循环,当在线程数比较大的情况下,如果失败可能会出现一直循环,导致CPU过高 只能保证一个共享变量的原子操作。 引出来ABA问题(反正就是狸猫换太子把戏) 三. 自旋锁SpinLock是指尝试获取锁的线程不会立即阻塞,而是采用循环的方式去尝试获取锁,这样的好处是减少线程上下文切换的消耗,缺点是循环会消耗CPU
写了这么久代码,这不就是个自旋锁嘛!
代码贴出来
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference;
/**
* 自旋锁Demo
*/
public class SpinLockDemo {
AtomicReference atomicReference=new AtomicReference();
public void myLock(){
Thread thread=Thread.currentThread();
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t "+"come in ^0^");
while(!atomicReference.compareAndSet(null,thread)){
}
}
public void myUnlock(){
Thread thread=Thread.currentThread();
atomicReference.compareAndSet(thread,null);
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t "+ "invoke myUnlock()");
}
public static void main(String[] args) {
SpinLockDemo spinLockDemo=new SpinLockDemo();
new Thread(()->{
spinLockDemo.myLock();
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
spinLockDemo.myUnlock();
},"AAA").start();
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(1); //保证线程绝对运行完毕
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
new Thread(()->{
spinLockDemo.myLock();
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(1); //加锁后延迟1s
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
spinLockDemo.myUnlock();
},"BBB").start();
}
}
怎么硕呢,大家看懂了以上代码就理解了什么是自选锁了
这里我开始拿了个原子线程 定义一个加锁方法,是自旋锁,如果当前线程是空就把当前线程更新进去CAS,并且跳出循环,如果当前线程不是空,就会一直在while循环里一直判断 定义一个解锁办法,获取当前线程,如果原子线程还是当前线程,那就把它设置为null 主方法中,我先让线程AAA获取锁,并且sleep5秒钟,这个时候当前线程就会一直是AAA线程 然后BBB线程进来了,发现当前线程并不是null,而是AAA,就回一直循环判断当前线程什么时候为null,等到5秒后,线程AAA解锁了把当前原子线程释放掉了,这时候BB就拿到锁了,然后跳出循环,最终解锁~ 唉…刚写完了!别白嫖啊,点赞关注,给你们福利啊~~转载请标注!