CAS: Compare and Swap,翻译成比较并交换。
java.util.concurrent包中借助CAS实现了区别于synchronouse同步锁的一种乐观锁。
CAS通过调用JNI的代码实现的。JNI:Java Native Interface为JAVA本地调用,允许java 调用其他语言。
CAS应用

CAS有3个操作数,内存值V,旧的预期值A,要修改的新值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
CAS的缺点是:
CAS虽然很高效的解决原子操作,但是CAS仍然存在三大问题,ABA问题,循环时间长开销大 和只能保证一个共享变量的原子操作
1、 ABA问题。因为CAS需要在操作值的时候检查下值有没有发生变化,如果没有发生变化则 更新,但是如果一个值原来是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。ABA问题的解决思路就是使用版本号。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一,那么A-B-A就会变成1A-2B—3A。
从Javal.5开始JDK的atomic包里提供了 一个类AtomicStampedReference来解决ABA问题。 这个类的compareAndSet方法作用是首先检查当前引用是否等于预期引用,并且当前标志是否 等于预期标志,如果全部相等,则以原子方式将该引用和该标志的值设置为给定的更新值。
2、 循环时间长开销大。自旋CAS如果长时间不成功,会给CPU带来非常大的执行开销。如果 JVM能支持处理器提供的pause指令那么效率会有一定的提升,pause指令有两个作用,第一 它可以延迟流水线执行指令(de-pipeline),使CPU不会消耗过多的执行资源,延迟的时间取 决于具体实现的版本,在一些处理器上延迟时间是零。第二它可以避免在退出循环的时候因内存顺序冲突(memory order violation)而引起 CPU 流水线被清空(CPU pipeline flush), 从而提高CPU的执行效率。
3、 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, 这个时候就可以用锁,或者有一个取巧的办法,就是把多个共享变量合并成一个共享变量来操 作。比如有两个共享变量i=2,j=a,合并一下ij=2a,然后用CAS来操作ij。从Javal.5开 始JDK提供了 AtomicReference类来保证引用对象之间的原子性,你可以把多个变量放在一个 对象里来进行CAS操作。

Was this helpful?

0 / 0

发表回复 0

Your email address will not be published.