文章目录

①. CAS你知道吗?②. CAS底层原理③. UnSafe类④. CAS是什么⑤. 简单版小总结⑥. CAS的缺点⑦. 原子引用类AtomicReferenceDemo⑧. ABA问题解决方案

①. CAS你知道吗?

1>. CAS你知道吗

CAS的全称为Compare-And-Swap ,它是一条CPU并发原语,比较工作内存值(预期值)和内存值是否相同,相同则执行规定操作，否则继续比较直到主内存和工作内存的值一致为止 /* * CAS:Compare and swap [比较并交换] * */ public class AtomicIntegerDemo { public static void main(String[] args) { AtomicInteger atomicInteger=new AtomicInteger(5); //true 2019 System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(5, 2019)+"\t"+atomicInteger.get()); //false 2019 System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(5, 2222)+"\t"+atomicInteger.get()); } }

②. CAS底层原理

2>. CAS底层原理

如果别人问你CAS底层原理? UnSafe类+CAS思想[自旋锁]

③. UnSafe类

3>. UnSafe类

①. 是CAS的核心类 由于Java 方法无法直接访问底层 ,需要通过本地(native)方法来访问,UnSafe相当于一个后门,基于该类可以直接操作特定的内存数据.UnSafe类在于sun.misc包中,其内部方法操作可以向C的指针一样直接操作内存,因为Java中CAS操作依赖于UNSafe类的方法. 注意:UnSafe类中所有的方法都是native修饰的,也就是说UnSafe类中的方法都是直接调用操作底层资源执行响应的任务

②. 变量ValueOffset,便是该变量在内存中的偏移地址,因为UnSafe就是根据内存偏移地址获取数据的

③. 变量value和volatile修饰,保证了多线程之间的可见性.

④. CAS是什么

4>. CAS是什么

①. CAS的全称为Compare-And-Swap ,它是一条CPU并发原语. 它的功能是判断内存某个位置的值是否为预期值,如果是则更新为新的值,这个过程是原子的.

②. CAS并发原语提现在Java语言中就是sun.miscUnSaffe类中的各个方法.调用UnSafe类中的CAS方法,JVM会帮我实现 CAS汇编指令. 这是一种完全依赖于硬件 功能,通过它实现了原子操作,再次强调,由于CAS是一种系统原语,原语属于操作系统用于范畴,是由若干条指令组成,用于完成某个功能的一个过程,并且原语的执行必须是连续的,在执行过程中不允许中断,也即是说CAS是一条原子指令,不会造成所谓的数据不一致的问题.

③. 关于unSafe.getAndIncrement()方法的分析

⑤. 简单版小总结

5>. 简单版小总结

⑥. CAS的缺点

6>. CAS的缺点

①. 循环时间长开销很大 ②. 只能保证一个共享变量的原子性 ③. ABA问题的产生

⑦. 原子引用类AtomicReferenceDemo

7>. AtomicReferenceDemo 可以放入自定义类型

@Getter@Setter@AllArgsConstructor@ToString class User{ private String name; private int age; } public class AtomicReferenceDemo { public static void main(String[] args) { User zs = new User("zs", 22); User ls = new User("ls", 22); AtomicReference<User> userAtomicReference = new AtomicReference<>(); userAtomicReference.set(zs); System.out.println(userAtomicReference.compareAndSet(zs, ls)+"\t"+userAtomicReference.get().toString()); System.out.println(userAtomicReference.compareAndSet(zs, ls)+"\t"+userAtomicReference.get().toString()); } }

⑧. ABA问题解决方案

8>. AtomicStampedReference

①. ABA问题解决方案是使用 AtomicStampedReference 每修改一次都会有一个版本号

②. 注意：AtomicStampedReference用来解决AtomicInteger中的ABA问题，该demo企图将integer的值从0一直增长到1000，但当integer的值增长到128后，将停止增长。出现该现象有两点原因： (1). 使用int类型而非Integer保存当前值 (2). Interger对-128~127的缓存[这个范围才有效,不在这个范围comareAndSet会一直返回false

/** * Description: ABA问题的解决 * * @author veliger@163.com * @date 2019-04-12 21:30 **/ public class ABADemo { private static AtomicReference<Integer> atomicReference=new AtomicReference<>(100); private static AtomicStampedReference<Integer> stampedReference=new AtomicStampedReference<>(100,1); public static void main(String[] args) { System.out.println("===以下是ABA问题的产生==="); new Thread(()->{ atomicReference.compareAndSet(100,101); atomicReference.compareAndSet(101,100); },"t1").start(); new Thread(()->{ //先暂停1秒 保证完成ABA try { TimeUnit.SECONDS.sleep(1); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(atomicReference.compareAndSet(100, 2019)+"\t"+atomicReference.get()); },"t2").start(); try { TimeUnit.SECONDS.sleep(2); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("===以下是ABA问题的解决==="); new Thread(()->{ int stamp = stampedReference.getStamp(); System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t 第1次版本号"+stamp+"\t值是"+stampedReference.getReference()); //暂停1秒钟t3线程 try { TimeUnit.SECONDS.sleep(1); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } stampedReference.compareAndSet(100,101,stampedReference.getStamp(),stampedReference.getStamp()+1); System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t 第2次版本号"+stampedReference.getStamp()+"\t值是"+stampedReference.getReference()); stampedReference.compareAndSet(101,100,stampedReference.getStamp(),stampedReference.getStamp()+1); System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t 第3次版本号"+stampedReference.getStamp()+"\t值是"+stampedReference.getReference()); },"t3").start(); new Thread(()->{ int stamp = stampedReference.getStamp(); System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t 第1次版本号"+stamp+"\t值是"+stampedReference.getReference()); //保证线程3完成1次ABA try { TimeUnit.SECONDS.sleep(3); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } boolean result = stampedReference.compareAndSet(100, 2019, stamp, stamp + 1); System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t 修改成功否"+result+"\t最新版本号"+stampedReference.getStamp()); System.out.println("最新的值\t"+stampedReference.getReference()); },"t4").start(); }