compareAndSet(CAS, 自旋锁)理解

野性酷女 2022-12-28 01:37 192阅读 0赞

#### 背景 ####

*  CAS？
 *  自旋是什么意思？
 *  CAS是怎么保证原子性操作的？
 *  CAS带来的ABA问题，及解决方案？

#### 过程 ####

*  **CAS** compareAndSet，compareAndExchange，compareAndSwap  
    这个函数会先进行比较，如果相比较的两个值是相等的，那么就进行更新操作。
 *  **CAS使用场景**

AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(1);
    atomicInteger.compareAndSet(1, 2);

1.  初始值是1
2.  compareAndSet(expect, update), 要想更新成功的话，那么这个expect的值一定是1，否则是不会被更新的。

AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(1);
    atomicInteger.compareAndSet(2, 3);

1.  上面的语句，就永远无法把值更新为3。

*  **自旋操作**  
    线程一直在执行逻辑，也就是一直让CPU进行计算操作。
 *  **CAS保证原子性操作**![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L291dHNhbmRpbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70]![在这里插入图片描述][20201213163858588.png]  
    是一个unsafe类下面的native方法。  
    最终保证原子性是通过，硬件层面的指令，comxchg完成的。如果是多核的情况下，就会上锁。LOCK\_IF\_MP（mutil Processors）
 *  **ABA问题及解决方案**  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L291dHNhbmRpbmc_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

1.  Thread1和Thread2都拿到值，都为A
2.  Thread2把A值更新为B
3.  此时，Thread1还在处理自己的业务逻辑，然后Thread3拿到的值是B，然后又把值更新为A
4.  此时，Thread1进行更新操作，发现更新成功了。出现了ABA问题，按理说，Thread1是不能更新值的。
5.  更新的时候添加一个version版本号就可以了，解决这个问题。在理解上，可以理解为乐观锁。其实，加这个版本号，相当于又是一个CAS过程。

Student student = new Student();
            student.setStatus(1);
            AtomicReference<Student> studentAtomicReference = new AtomicReference<>(student);
            if (studentAtomicReference.get().getStatus() == 1) { 
                Student updateStudent = new Student();
                updateStudent.setStatus(2);
                studentAtomicReference.compareAndSet(student, updateStudent);
            }

#### 小结 ####

1.  理解CAS的概念。
2.  理解原子类底层实现都是CAS。
3.  理解CAS是通过CPU指令来达到原子性的。
4.  理解CAS存在的ABA问题，以及相应的解决方案。

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