什么叫CAS(Compare and Swap)?
根据英文全称翻译,CAS即比较与交换。
有啥用处?
对于常用多线程编程的人估计知道,对于一般人估计都不曾听说。在jdk5之前,我们知道,在多线程编程的时候,为了保证多个线程对一个对象同时进行访问时,我们需要加同步锁synchronized,保证对象的在使用时的正确性,但是加锁的机制会导致如下几个问题
1.加多线程竞争下,加锁和释放锁会导致较多的上下文切换,引起性能问题。
2.多线程可以导致死锁的问题。
3.多线程持有的锁会导致其他需要此锁的线程挂起。
4......
有更好的办法么?
锁的分类:独占锁(悲观锁),乐观锁
独占锁:synchronized就是一种独占锁,它会导致所有需要此锁的线程挂起,等待锁的释放。
乐观锁:每次不加锁去完成操作,如果因为冲突失败就重试,直到成功。
CAS的机制就相当于这种(非阻塞算法),CAS是由CPU硬件实现,所以执行相当快。CAS有三个操作参数:内存地址,期望值,要修改的新值,当期望值和内存当中的值进行比较不相等的时候,表示内存中的值已经被别线程改动过,这时候失败返回,当相等的时候,将内存中的值改为新的值,并返回成功。
------------------------------------------------------ 我是分割线 ------------------------------------------------------
现在用两个例子来展示使用CAS的机制后和没有线程安全时的区别:
例子1:非线程安全的示例:
public class UnSafeTest {
private static Integer a = new Integer(1);
public static void main(String[] args) {
final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(10);
for (int i = 1; i <= 10; i++){
new Thread(new Runnable() {
public void run() {
//启动10个线程,每个线程打印加1之后的值
System.out.println(a++);
latch.countDown();
}
}).start();
}
try {
latch.await();
System.out.println("最终的值:" + a);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
输出结果:
1
1
1
1
1
2
3
4
5
6
最终的值:7
可以看见,最终值并不是预期中的10,当然每次运行结果都不一致,人品爆发的时候是可以拿到10的。
而经过CAS的机制的改造后,可以把上面的例子变成线程安全的。
例子2:
public class SafeTest {
private static AtomicInteger a = new AtomicInteger(0);
public static void main(String[] args) {
final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(10);
for (int i = 0; i < 10; i++){
new Thread(new Runnable() {
public void run() {
//启动10个线程,每个线程打印加1之后的值
System.out.println(a.incrementAndGet());
latch.countDown();
}
}).start();
}
try {
latch.await();
System.out.println("最终的值:" + a);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
输出结果:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
最终的值:10
得到期待值10。