Java多線程之CAS缺點

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目錄：

循環時間開銷很大

只能保證一個共享變量的原子操作

引來ABA問題及解決方案（重點）

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1. 循環時間開銷很大

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通過看源碼，我們發現有個do while，如果CAS失敗，會一直進行嘗試。如果CAS長時間一直不成功，可能會給CPU帶來很大的開銷。

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2. 只能保證一個共享變量的原子操作

當對一個共享變量執行操作時，我們可以使用循環CAS的方式來保證原子操作。但是，對多個共享變量操作時，循環CAS就無法保證操作的原子性，這個時候就可用鎖來保證原子性。

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3. 引來ABA問題及解決方案（重點）

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1.ABA問題概述

CAS會導致"ABA問題”

CAS算法實現一個重要前提需要取出內存中某時刻的數據并在當下時刻比較并替換，那么在這個時間差類會導致數據的變化。

比如說一個線程one從內存位置V中取出A，這時候另一個線程two也從內存中取出A，并且線程two進行了一些操作將值變成了B，然后線程two又將V位置的數據變成A，這時候線程One進行CAS作發現內存中仍然是A，然后線程One操作成功。

盡管線程One的CAS慢作成功，但是不代表這個過程就是沒有問題的。

2. 原子引用

解決ABA問題只靠CAS不能解決，還需要用到原子引用技術。即AtomicReference

簡單代碼測試

import lombok.AllArgsConstructor; import lombok.Getter; import lombok.ToString;import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference;@Getter @ToString @AllArgsConstructor class User{String userName;int age; } public class AtomicReferenceDemo {public static void main(String[] args) {User z3 = new User("Z3",22);User li4 = new User("li4",25);AtomicReference<User> atomicReference = new AtomicReference<>();atomicReference.set(z3);System.out.println(atomicReference.compareAndSet(z3, li4)+"\t"+atomicReference.get().toString());System.out.println(atomicReference.compareAndSet(z3, li4)+"\t"+atomicReference.get().toString());} }

編譯結果

3. ABA問題解決方案

解決： 原子引用+修改版本號（類似時間戳）

代碼：

import java.util.concurrent.TimeUnit; import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference; import java.util.concurrent.atomic.AtomicStampedReference;/*** ABA問題的解決： AtomicStampedReference*/ public class ABADemo {static AtomicReference<Integer> atomicReference = new AtomicReference<>(100);static AtomicStampedReference<Integer> atomicStampedReference = new AtomicStampedReference<>(100, 1);public static void main(String[] args) {System.out.println("=============以下是ABA問題的產生==============");new Thread(() -> {atomicReference.compareAndSet(100, 101);atomicReference.compareAndSet(101, 100);}, "t1").start();new Thread(() -> {try {//暫停一秒鐘，保證上面的t1完成了一次ABA操作TimeUnit.SECONDS.sleep(1);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(atomicReference.compareAndSet(100, 2019)+ "\t" + atomicReference.get());}, "t2").start();//暫停兩秒鐘等上面代碼執行完try {TimeUnit.SECONDS.sleep(2);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("=============以下是ABA問題的解決==============");new Thread(() -> {int stamp = atomicStampedReference.getStamp();System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t第一次版本號" + stamp);// 暫停一秒鐘t3線程,為了t4線程也能拿到相同的stamp。try {TimeUnit.SECONDS.sleep(1);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}atomicStampedReference.compareAndSet(100, 101,atomicStampedReference.getStamp(), atomicStampedReference.getStamp() + 1);System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t第2次版本號" + atomicStampedReference.getStamp());atomicStampedReference.compareAndSet(101, 100,atomicStampedReference.getStamp(), atomicStampedReference.getStamp() + 1);System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t第2次版本號" + atomicStampedReference.getStamp());}, "t3").start();new Thread(() -> {int stamp = atomicStampedReference.getStamp();System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t第一次版本號" + stamp);// 暫停3秒鐘t4線程，保證上面的t3線程完成了一次ABA操作。try {TimeUnit.SECONDS.sleep(3);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}boolean result = atomicStampedReference.compareAndSet(100, 101, stamp, stamp + 1);System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t修改成功否：" + result+ "\t當前最新實際版本號:" + atomicStampedReference.getStamp());System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t當前實際最新值" + atomicStampedReference.getReference());}, "t4").start();} }

編譯結果：

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Java多线程之CAS缺点的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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