基础学习-02-CAS

男娘i 2022-04-24 13:38 175阅读 0赞

#### CAS(CompareAndSet)比较并交换 ####

package cn.chen.demo.casdemo;
    
    import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
    
    /** * @author chenlf * * 1.CAS是什么？ CompareAndSet 比较并交换 */
    public class CasDemo { 
    	public static void main(String[] args) { 
    		//主物理内存的值：初始值为1。AtomicInteger原子类
    		AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(1);
    		//主线程：
    		//1.如果现在主物理内存还是1，那么就将主物理内存的值改成256
    		// -- 工作内存中修改变量为256，然后写回主物理内存，将主物理内存的共享变量值修改成256.
    		//2.如果现在主物理内存不是1，那么就无法修改主物理内存的值了
    		System.out.println(
    				atomicInteger.compareAndSet(1, 256)
    				+ "," + atomicInteger.get()
    				);
    		System.out.println(
    				atomicInteger.compareAndSet(1, 1024)
    				+ "," + atomicInteger.get()
    				);
    		
    	}
    	//JMM：可见性、原子性、有序性。
    }

![compareAndSet进入源码][compareAndSet]其中：  
**this** :指当前对象，即atomicInteger  
**valueOffset**：当前内存地址  
**expect**：期望值（与主物理内存值做比较，如何期望值与主物理内存相等时则可以做更新修改），即1  
**update**：更新值，即256

#### CAS底层原理 ####

1.AtomicInteger.getAndIncrement() 【不加synchronized都可以保证i++在多线程情况下的安全问题】

/** * this：当前对象 * valueOffset：内存地址 * 1 ：加1 */
    public final int getAndIncrement() { 
         return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, 1);
    }

2.Unsafe 【来自于JVM的rt.jar运行jar包里面】  
是cas的核心类，由于java方法无法直接访问底层系统，需要通过本地（native）方法来访问，Unsafe相当于一个后门，基于该类可以直接操作特定内存的数据。  
Unsafe类存在于sun.misc包中，其内部方法操作可以像C的指针一样直接操作内存，因为java中CAS操作的执行依赖于Unsafe类的方法。  
**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。**

![!\[enter description here\]\[3\]][enter description here_3]  
compareAndSwapInt ：比较并交换。真实值和期望值相等时，交换成功。

为什么用cas而不用synchronized?

1.  synchronized同一时间段只允许一个线程来访问，一致性得到了保障，但是并发性下降了
2.  可以反复的通过CAS比较，直到比较成功的那一刻为止，既保证了一致性也提高了并发性

#### CAS缺点 ####

**循环时间长，开销大**  
getAndAddInt方法里面有个do…while，如果cas（比较并交换）失败的话，就会一直进行尝试。如果cas长时间不成功，那么就可能给cpu带来很大的开销。

[compareAndSet]: /images/20220214/5bd77f6eb0744af4a9b640e3bd42de64.png
[enter description here_3]: /images/20220214/1e412c847e8b49a1a0600ce5893335d4.png