一、前言
- cas 个别认为是compare and swap 也能够认为是compare and set
- cas波及三个值
(1) P 变量内存地址
(2)E 期望值 ,CPU做计算之前拿进去的旧值
(3) X 须要设置的新值
原子操作为: 拿出内存地址以后的值A ,比拟A == E ? 是 : 设置P内存的值为X 否:完结。。失败
- (1) 第一篇 话说synchronized 画过CAS的流程图 咱们再来一张?
(2) CAS面试常常问的一个是ABA 问题 什么是ABA ? 上图
(3) 有人说ABA 不影响啊 我反正冀望的值是A 你最初是A就得了呗
这个还要看具体的业务,拿生存中例子来说,银行职员小孙,偷拿了银行100万,
而后去投资赚了20万,最初把100万还回去。 你细品。。 银行能容许吗
(4)ABA 的解决方案 版本 version 怎么解决 ?
二、DEMO
1. CAS 简略应用
如果有一个值 int count ,2个线程 每个线程给count加5000次 1
按道理说 每个人给你5000 你应该有1万块
public class CasTest { public static int count = 0; public static void main(String[] args) throws InterruptedException { new Sub("第一个").start(); new Sub("第二个").start(); TimeUnit.SECONDS.sleep(5); System.out.println("count="+CasTest.count); }}class Sub extends Thread{ private String name; public Sub(String name) { this.name = name; } public void run() { System.out.println(name+"开始+"); for (int i = 0; i < 5000; i++) { try { CasTest.count = CasTest.count+1; } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } System.out.println(name+"加完了.."); }}执行后果:第一个开始+第二个开始+第一个加完了..第二个加完了..count=6811
解决方案1 加锁synchronized 或者 lock 都能够
public class CasTest02 { public static Integer count = 0; public static void main(String[] args) throws InterruptedException { new Sub02("第一个").start(); new Sub02("第二个").start(); TimeUnit.SECONDS.sleep(5); System.out.println("count="+CasTest02.count); }}class Sub02 extends Thread{ private String name; public Sub02(String name) { this.name = name; } public void run() { System.out.println(name+"开始+"); for (int i = 0; i < 500; i++) { try { // 加锁 synchronized (CasTest02.class) { CasTest02.count = CasTest02.count+1; } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } System.out.println(name+"加完了.."); }}
解决方案2: CAS java自带的原子类 AtomicInteger
读者读到这里能够理解一下LongAdder
public class CasTest03 { public static AtomicInteger count = new AtomicInteger(0); public static void main(String[] args) throws InterruptedException { new Sub03("第一个").start(); new Sub03("第二个").start(); TimeUnit.SECONDS.sleep(5); System.out.println("count="+CasTest03.count); }}class Sub03 extends Thread{ private String name; public Sub03(String name) { this.name = name; } public void run() { System.out.println(name+"开始+"); for (int i = 0; i < 5000; i++) { // 加锁 CasTest03.count.incrementAndGet(); } System.out.println(name+"加完了.."); }}执行后果:第一个开始+第二个开始+第二个加完了..第一个加完了..count=10000
2. ABA 问题
这里简略复现一个ABA问题 可能不是很准确 读者敌人领会意思即可
public class CasTest04 { public static AtomicInteger count = new AtomicInteger(0); public static void main(String[] args) throws InterruptedException { new Thread(()->{ count.compareAndSet(0,1); count.compareAndSet(1,0); System.out.println("线程1 把count从0 批改为1 再从1 批改为0 "); },"线程1").start(); new Thread(()->{ try { TimeUnit.SECONDS.sleep(1); // 这里是0 然而曾经不是他所心愿的那个0 了 count.compareAndSet(0,4); System.out.println("线程2 把count 从0 批改为4"); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } },"线程2").start(); TimeUnit.SECONDS.sleep(5); System.out.println("count="+count); }}执行后果:线程1 把count从0 批改为1 再从1 批改为0 线程2 把count 从0 批改为4count=4
ABA解决 加版本
public class CasTest05 { public static AtomicStampedReference<Integer> count = new AtomicStampedReference<>(0,0); public static void main(String[] args) throws InterruptedException { new Thread(()->{ try { // 等1秒 让线程2拿到版本 TimeUnit.SECONDS.sleep(1); boolean res = count.compareAndSet( 0, 1, count.getStamp(), count.getStamp() + 1); boolean res2 = count.compareAndSet (1, 0, count.getStamp(), count.getStamp() + 1); System.out.println("线程1 把count从0 批改为1 再从1 批改为0 " + ( res2 ? "胜利!":"失败!")); }catch (Exception r){ r.printStackTrace(); } },"线程1").start(); new Thread(()->{ try { // 版本 int stamp = count.getStamp(); TimeUnit.SECONDS.sleep(2); // 这里是0 然而曾经不是他所心愿的那个0 了 版本曾经变了 boolean res = count.compareAndSet(0,4,stamp,stamp+1); System.out.println("线程2 把count 从0 批改为4" + ( res ? " 胜利!":" 失败!")); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } },"线程2").start(); TimeUnit.SECONDS.sleep(5); System.out.println("count="+count.getReference()); }}
三、 伪装学术讨论
/** * @author 木子的昼夜 */public class CasTest { public static void main(String[] args) { // JUC包里的原子类 线程平安的 AtomicInteger ai = new AtomicInteger(); // 加1 并返回 Integer res = ai.incrementAndGet(); System.out.println(res); // 上边这句话的意思相当于 int i = 0; i = i+1; int resi = i; System.out.println(resi); }} /** * Atomically increments by one the current value. * 以后值主动加1 * @return the updated value * 返回更新了的值 */ public final int incrementAndGet() { return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, 1) + 1; } // Unsafe.java#getAndAddInt public final int getAndAddInt(Object obj, long offset, int step) { int E; do { var5 = this.getIntVolatile(obj, offset); // 这里不肯定能一次就胜利哦 会执行屡次 // 跟一个姑娘表白 一次不成 你就兴冲冲走了 ? 活该独身.. } while(!this.compareAndSwapInt(obj, offset, E, E + step)); return var5; } // Unsafe.java#getIntVolatile 这个办法是获 对象obj 内存开始地址 绝对偏移地位offset 对应的值 // 说白了 就是获取对象对应字段的值 public native int getIntVolatile(Object obj, long offset); // public final native boolean compareAndSwapInt( Object obj, // 被批改属性的对象 long offset, // 被批改字段绝对于以后对象内存首地址偏移量 能够通过他间接去内存拿数据 int E, // 期望值 int X);// 须要设置的新值
// obj设置属性的对象 offset 字段绝对于类内存起始地位偏移量 e期望值 x要设置的值 UNSAFE_ENTRY(jboolean, Unsafe_CompareAndSetInt(JNIEnv *env, jobject unsafe, jobject obj, jlong offset, jint e, jint x)) { // 转换对象格局 jobject- > oop oop p = JNIHandles::resolve(obj); if (p == NULL) { // 获取filed对应的内存地址 对象起始地址+偏移量 volatile jint* addr = (volatile jint*)index_oop_from_field_offset_long(p, offset); // 把addr内存对应的值 设置为x 前提是内存值要等于e return RawAccess<>::atomic_cmpxchg(addr, e, x) == e; } else { // assert_field_offset_sane(p, offset); return HeapAccess<>::atomic_cmpxchg_at(p, (ptrdiff_t)offset, e, x) == e; }} UNSAFE_END// 这里就调用了 atomic_cmpxchg: 零碎办法 : 原子比拟并替换计数值。atomic_cmpxchg(void* addr, T compare_value, T new_value) { if (is_hardwired_primitive<decorators>()) { const DecoratorSet expanded_decorators = decorators | AS_RAW; return PreRuntimeDispatch::atomic_cmpxchg<expanded_decorators> (addr, compare_value, new_value); } else { return RuntimeDispatch<decorators, T, BARRIER_ATOMIC_CMPXCHG>::atomic_cmpxchg (addr, compare_value, new_value); }}
再底层就是零碎级别的实现了,CPU 实现Atomic ,我也是看文章看得,说是有2中形式
- 应用总线锁 总线就是老大 CPU小c 给总线发一个LOCK信号 总线收到之后 小c就独占共享内存了,其余CPU
就没有应用权限了 ,数据夸缓存行时应用总线锁 这时候不能用缓存锁 - 应用缓存锁 大多数时候 咱们只须要保障对某一块内存的操作时原子性即可,缓存锁就是如果内存区域被缓存再处理器的缓存行中,并且操作的时候缓存行被锁定了,那么当处理器计算完回写到内存时,处理器就把缓存行的地址批改了,如果这时有两一个处理器回写数据到缓存行,咦? 生效了。。
下边连贯是我筹备写文章的目录,如果有读者感觉须要增加,请微信公众间接发消息给我。
https://www.processon.com/vie...
最初附上本人公众号刚开始写 愿一起提高:
留神: 以上文字 仅代表个人观点,仅供参考,如有问题还请指出,立刻马上连滚带爬的从被窝里进去改过。