CAS(Compare and swap)比较并交换操作是一种常见的并发控制方法,用于实现原子性更新共享变量的值。
Java并发编程中CAS操作需要输人两个数值,一个旧值(期望操作前的值)和一个新值,在操作期间先比较旧值有没有发生变化,如果没有发生变化,才交换成新值,发生了变化则不交换。
CAS操作是原子性的,多线程并发使用CAS修改数据时,可以不用加锁。
CAS三大问题
一、ABA问题:
如果一个值原来是A,变成了B,又变成了A,那么使用CAS进行检查时会发现它的值没有发生变化,但是实际上却变化了。
解决思路
使用版本号。在变量前面追加上版本号,每次变量更新的时候把版本号加1,那么A→B→A就会变成1A→2B→3A。
二、 循环时间开销大
自旋CAS如果长时间不成功,会给CPU带来非常大的执行开销。
解决思路
设置自旋次数。
三、只能保证一个共享变量的原子操作
当对一个共享变量执行操作时,我们可以使用循环CAS的方式来保证原子操作,但是对多个共享变量操作时,循环CAS就无法保证操作的原子性。
解决思路
这个时候就可以用锁synchronized。还有一个取巧的办法,就是把多个共享变量合并成一个共享变量来操作。
CAS操作具有以下几个优点:
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可以避免多线程条件下的竞态问题。
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不会像传统锁机制那样引起线程阻塞和上下文切换的开销。
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具备高并发性能和适应性,可以应用于各种高并发场景中。
靠CAS不加锁 可以保证多线程下安全且正确的计算,低并发时,还好,但高并发时, 会造成CPU浪费,性能不好。(因为对比不正确时,还要重新计算,CAS无限循环)