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CAS(Compare And Swap)
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CAS(Compare And Swap)

cas 比较交换算法

CAS(Compare And Swap)是一种有名的无锁算法。CAS算法是乐观锁的一种实现。CAS有3个操作数,内存值V,旧的预期值A,要修改的新值B。当且仅当预期值A和内存值V相同时,将内存值V修改为B并返回true,否则返回false。

ABA问题

ABA问题是指在CAS操作时,其他线程将变量值A改为了B,但是又被改回了A,等到本线程使用期望值A与当前变量进行比较时,发现变量A没有变,于是CAS就将A值进行了交换操作,但是实际上该值已经被其他线程改变过,这与乐观锁的设计思想不符合。ABA问题的解决思路是,每次变量更新的时候把变量的版本号加1,那么A-B-A就会变成A1-B2-A3,只要变量被某一线程修改过,改变量对应的版本号就会发生递增变化,从而解决了ABA问题。在JDK的java.util.concurrent.atomic包中提供了AtomicStampedReference来解决ABA问题,该类的compareAndSet是该类的核心方法,实现如下:

public boolean compareAndSet(V   expectedReference,
                            V   newReference,
                            int expectedStamp,
                            int newStamp) {
   Pair<V> current = pair;
   return
       expectedReference == current.reference &&
       expectedStamp == current.stamp &&
       ((newReference == current.reference &&
         newStamp == current.stamp) ||
        casPair(current, Pair.of(newReference, newStamp)));
}

我们可以发现,该类检查了当前引用与当前标志是否与预期相同,如果全部相等,才会以原子方式将该引用和该标志的值设为新的更新值,这样CAS操作中的比较就不依赖于变量的值了。

在原子类变量中,如java.util.concurrent.atomic中的AtomicXXX,都使用了这些底层的JVM支持为数字类型的引用类型提供一种高效的CAS操作,而在java.util.concurrent中的大多数类在实现时都直接或间接的使用了这些原子变量类。


标题:CAS(Compare And Swap)
作者:wangduidui
地址:https://wangleijava.com/articles/2019/12/05/1575549964691.html