java cas并发_java并发之CAS

ゝ一世哀愁。 2022-11-03 10:57 270阅读 0赞

写在最前面

在上文java并发之volatile末尾有提到，volatile并不能保证++操作的线程安全。我们来通过一个简单的例子看下为什么。

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\++测试demo

通过javap -v看下其反编译后字节码指令：

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反编译结果

从反编译结果可以看出，++被拆成了这样三个指令：

getfield：获取变量count中的值；

iadd：进行+1操作；

putfield：将+1后的数据写回count。

volatile虽然可以保证变量的可见性，但是并不能保证这三个操作的原子性，所以它不能保证++操作的线程安全，那++操作的线程安全要怎么解决呢？

注：何谓原子性？

原子性是指一个操作不能被中断，即使是在多个线程一起执行的时候，一旦开始，也不会被其他线程打断。

第一种简单粗暴的方法就是加锁了，但是这样做开销有点大了耶；

第二种方法就是使用JDK的CAS了，juc包下也有相关Atomic类可以支持，使用简单，而且高效。(哈哈哈，终于绕回了本文的主题啊，不容易啊~~~)

接下来我们就通过分析CAS相关源码实现来看看CAS是如何做到线程安全的。

CAS原理

CAS，Compare and swap，比较和替换。CAS的操作包括三个参数：内存位置(V)、预期原值(A)和新的值(B)，如果V和A相同，处理器会将该位置的值修改为B，否则，处理器不会做任何操作。

在前文java并发编程之原子类已经详细介绍了JDK提供的Atomic相关原子类的使用及实现，它们的实现都很神似，都是通过Unsafe提供的compareAndSwap开头的方法来完成对value的并发修改的。接下来我们就以compareAndSwapInt方法为例来看看它到底是怎么保证并发修改的安全性。

compareAndSwapInt实现

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compareAndSwapInt声明

从声明可以看出，compareAndSwapInt是一个native的方法，该方法的实现位于unsafe.cpp中：

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compareAndSwapInt实现.png

从源码可以看出，compareAndSwapInt主要做了这些事情：

获取value在内存中的地址；

调用Atomic::cmpxchg方法完成比较替换，其中e是原始值，x是新的值。

接下来我们来看看Atomic::cmpxchg的相关实现：

注：以linux x86平台为例，具体实现在atomic\_linux\_x86.inline.hpp中

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