什么是CAS

  • 并发
  • 我认为V的值应该是A,如果是的话我就把它改成B,如果不是A(说明被别人修改过了),那我就不修改了,避免多人同时修改导致出错
  • CAS有3个操作数:内存值V、预期值A、要修改的值B,当且仅当预期值A和内存值V相同时,才将内存值修改成B,否则什么都不做。最后返回现在的V值
  • CPU的特殊指令,CPU保证其原子性,一条指令需要做几件事,比如:先比较再修改

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应用场景

  • 乐观锁
  • 并发容器
  • 原子类

Java中如何利用CAS实现原子操作的

AtomicInteger加载Unsafe工具,用来直接操作内存数据
用Unsafe来实现底层操作
用volatile修饰value字段,保证可见性

Unsafe类

Unsafe是CAS的核心类。Java无法直接访问底层操作系统,而是通过本地(native)方法来访问。不过尽管如此,JVM还是开了一个后门,JDK中有一个类Unsafe,它提供了硬件级别的原子操作。
ValueOffset表示的是变量值在内存中的偏移地址,因为Unsafe就是根据内存偏移地址来获取数据原值的,这样我们就能通过Unsafe来实现CAS

Unsafe类中的compareAndSwapInt方法
方法中先想办法拿到变量Value在内存中的地址
通过Atomic::cmpxchg实现原子的比较和替换,其中参数x是即将更新的值,参数e是原内存中的值。至此,最终完成CAS全过程。

CAS缺点

ABA问题(操作过程中,有线程把它改回了原值,我们是不知道的,认为它没修改过)
自旋时间过长(消耗CPU时间片的)