多线程之CAS与synchronized的比较

太过爱你忘了你带给我的痛 2023-10-01 18:13 5阅读 0赞

业务场景：需要实现一个支持并发的计数功能

1、计数功能的基本实现是：

public class Increment{
        
    
    　　private int count = 0;
    
    　　public void add(){
          
    　　		count++;  
    　　}
    
    }

2、以上实现在并发环境下是不安全的，故修改方案1是加锁synchronized：

public class Increment{
        
    
    　　private int count = 0;
    
    　　public synchronized void add(){
          
    　　		count++;  
    　　	}
    
    }

//悲观锁，加锁后只能有一个线程你执行++操作，其他线程需要等待

//不会出现count计数不准确的问题，线程安全

3、但是以上实现，会让线程串行化，排队等待获取锁、加锁、处理数据、释放锁，并发下显得不合理

修改方案2是使用Java并发包concurrent下的Atomic原子类

public class Increment{
        
    
    　　private AtomicInteger count = new AtomicInteger();
    
    　　public synchronized void add(){
        
    
    　　　　count.incrementAndGet();
    
    　　}
    
    }

//多个线程可以并发的执行AtomicInteger的incrementAndGet()方法，把count的值累加1并返回累加后最新的值

//Atomic原子类底层用的是无锁化的CAS机制，保证多线程修改一个数值的安全性

4、实现原理：

（1）每个线程都会先获取当前的值，接着走一个原子的CAS操作，原子的意思就是这个CAS操作一定是自己完整执行完的，不会被别人打断；

（2）在CAS操作里，比较一下，现在的值跟刚才我获取到的那个值，是否相等，是则说明没有人改过这个值，那么将它设置成累加1之后的一个值；

（3）同理，若有人在执行CAS时，发现自己之前获取的值与当前的值不一样，说明有其他人修改了值，导致CAS失败，失败之后进入一个循环，再次获取值，再执行CAS操作。

5、CAS的问题：

每次去比较的时候，都发现值被别人改了，就会进入无限重复的循环。大量线程高并发时相当于空循环，自旋转，性能和效率都不是特别好。

Java8的新类LongAdder，尝试使用分段CAS以及自动分段迁移的方式来提升多线程高并发执行CAS操作的性能。核心思想是热点分离，类似concurrentHashMap.

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