预备知识

CAS机制

1. 是什么

参考附录3

CAS 是项乐观锁技术，当多个线程尝试使用 CAS 同时更新同一个变量时，只有其中一个线程能更新变量的值，而其它线程都失败，失败的线程并不会被挂起，而是被告知这次竞争中失败，并可以再次尝试。
CAS 操作包含三个操作数 —— 内存位置（V）、预期原值（A）和新值(B)。
如果内存位置的值与预期原值相匹配，那么处理器会自动将该位置值更新为新值。否则，处理器不做任何操作。无论哪种情况，它都会在 CAS 指令之前返回该位置的值。（在 CAS 的一些特殊情况下将仅返回 CAS 是否成功，而不提取当前值。）
CAS 有效地说明了“我认为位置 V 应该包含值 A；如果包含该值，则将 B 放到这个位置；否则，不要更改该位置，只告诉我这个位置现在的值即可。”这其实和乐观锁的冲突检查 + 数据更新的原理是一样的。

扩展:
Q: 悲观锁和乐观锁的主要区别.
A:
乐观锁每次获取数据的时候，都不会担心数据被修改，所以每次获取数据的时候都不会进行加锁，但是在更新数据的时候需要判断该数据是否被别人修改过。
悲观锁在读取数据也会加锁,甚至只能有1个线程可以读取数据。

2. 图解CAS

讲解参考附录1的图解.

关键问题:
Q: 什么叫冲突
A: 内存实际值和携程预期值不等就是冲突。就是携程发现内存实际值(11)!=old值(10)就是冲突,本来该携程是要对10进行加1操作的.

3. Go中的CAS操作代码示例

讲解参考附录2的代码.

// CompareAndSwapInt64 executes the compare-and-swap operation for an int64 value.
func CompareAndSwapInt64(addr *int64, old, new int64) (swapped bool)

预备知识点: atomic.LoadInt64和atomic.StoreInt64，是一对原子操作，分别是读取和写入一个int。
TODO: 目前不清楚附录2中提到的错误写法有啥问题。

4. cas机制的缺点

高并发情况下自旋消耗cpu.(也就是compare老是失败)
只支持一个变量的原子操作,不支持多个变量(代码块)的原子操作. 代码块的原子操作，用sync.Mutex。
CAS 会导致“ABA问题”。(参考附录4)

位操作,Go特殊语法iota

&(与操作)
1&1=1,1&0=1,0&0=1

func main() {
    var state int32
    mutexLocked := int32(1)
    mutexWoken := int32(2)
    // & 与运算,只有两者都是1结果才是1.
    fmt.Println(state&mutexLocked, state&mutexWoken)
    state = mutexLocked
    fmt.Println(state&mutexLocked, state&mutexWoken) // ...001 & ...001 = ...001
    state = mutexWoken
    fmt.Println(state&mutexLocked, state&mutexWoken) // ...010 & ...010 = ...010
}
//output
0 0
1 0
0 2

左移操作 a<<n: a左移n位
Golang特殊语法:iota
参考附录5

const (
    mutexLocked      = 1 << iota // mutex is locked // 1左移iota(0)位赋值给变量 // iota = 0
    mutexWoken                   // 1左移iota(1)位赋值给变量 // iota = 1
    mutexStarving                // 1左移iota(2)位赋值给变量 // iota = 2
    mutexWaiterShift = iota      // iota = 3
)

func main() {
    fmt.Println(mutexLocked, mutexWoken, mutexStarving, mutexWaiterShift)
}
//output
1 2 4 3

参考资料

1.图解CAS
2.GO中CAS代码示例
3.CAS乐观锁，最精确的文字描述.
4.CAS会导致"ABA问题"
5.Go-iota使用例子
6.sync.Mutex的实现和演进
7.Go语言中你所不知道的位操作用法 TODO: 通过位操作实现用户类型的存储，更新和修改。如[一个qq号可以用VIP会员，SVIP超级会员，蓝钻用户，黄钻用户，红钻用户....]
Go中锁的那些姿势，估计你不知道

【协作式原创】查漏补缺之Golang中mutex源码实现(预备知识)