java实现CAS代码示例

川长思鸟来 2023-10-12 08:53 43阅读 0赞

以下是一个简单的Java代码示例，演示了如何使用CAS（Compare and Swap）来实现对共享变量的原子操作：

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
    
    public class CASExample {
        
        private static AtomicInteger counter = new AtomicInteger(0);
    
        public static void main(String[] args) {
        
            // 创建两个线程，分别进行增加操作
            Thread thread1 = new Thread(new IncrementTask());
            Thread thread2 = new Thread(new IncrementTask());
    
            // 启动线程
            thread1.start();
            thread2.start();
    
            // 等待线程执行完成
            try {
        
                thread1.join();
                thread2.join();
            } catch (InterruptedException e) {
        
                e.printStackTrace();
            }
    
            // 打印最终结果
            System.out.println("Counter: " + counter.get());
        }
    
        static class IncrementTask implements Runnable {
        
            @Override
            public void run() {
        
                for (int i = 0; i < 1000; i++) {
        
                    int oldValue;
                    int newValue;
    
                    do {
        
                        // 获取当前的值
                        oldValue = counter.get();
                        // 计算新值
                        newValue = oldValue + 1;
                        // 使用CAS尝试更新值
                    } while (!counter.compareAndSet(oldValue, newValue));
                }
            }
        }
    }

在这个示例中，我们使用`AtomicInteger`类来创建一个原子整型变量`counter`。`AtomicInteger`提供了一组原子操作方法，包括`get()`用于获取当前值，`compareAndSet()`用于比较并交换操作。

在`IncrementTask`的`run()`方法中，我们使用`compareAndSet()`方法进行原子操作。我们不断地尝试获取当前值，并计算新值，然后使用`compareAndSet()`方法来比较旧值和当前值，如果相等则进行原子更新。如果比较失败，说明其他线程已经修改了变量的值，我们需要重新获取最新的值并再次尝试更新，直到更新成功为止。

`counter.`compareAndSet`(oldValue, newValue)` 是 `AtomicInteger` 类中的一个方法，用于比较当前值和期望值，并在相等的情况下原子地设置新值。

具体来说，`compareAndSet(oldValue, newValue)` 方法的作用如下：

1.  比较：它首先将当前 `AtomicInteger` 对象的值与 `oldValue` 进行比较，如果两者相等，则认为比较成功。
2.  设置：如果比较成功，就将当前 `AtomicInteger` 对象的值原子地设置为 `newValue`。
3.  原子性：整个比较和设置操作是原子的，即在比较和设置期间，不会有其他线程对该变量进行修改，保证了操作的原子性。

关于 `compareAndSet(oldValue, newValue)` 方法需要注意的几点：

*  当比较成功时，表示当前值与 `oldValue` 相等，说明没有其他线程修改过该值。此时，可以原子地将该值设置为 `newValue`。
 *  当比较失败时，表示当前值与 `oldValue` 不相等，说明其他线程已经修改了该值。此时，`compareAndSet()` 方法不会修改当前值，并返回 `false`。
 *  `compareAndSet(oldValue, newValue)` 方法返回一个布尔值，表示操作是否成功。如果返回 `true`，则表示设置成功；如果返回 `false`，则表示设置失败。

在示例中，`compareAndSet(oldValue, newValue)` 方法用于尝试将新值 `newValue` 赋给 `AtomicInteger` 对象 `counter`，前提是当前值与期望值 `oldValue` 相等。如果比较成功，表示没有其他线程修改过 `counter` 的值，那么将 `newValue` 设置为新的值；如果比较失败，说明其他线程已经修改了 `counter` 的值，那么重试直到设置成功。

使用 `compareAndSet(oldValue, newValue)` 方法可以确保对共享变量的原子更新，避免多线程并发修改导致的数据不一致问题。