Java中的CAS的含義

CAS即是Compare and Swap ,它是JDK提供的非阻塞原子性操作,它通過(guò)硬件保證了比較一更新操作的原子性。CAS 操作包含三個(gè)操作數(shù)—內(nèi)存位置（V）、預(yù)期原值（A）和新值(B)。如果內(nèi)存位置的值與預(yù)期原值相匹配，那么處理器會(huì)自動(dòng)將該位置值更新為新值。否則，處理器不做任何操作。一個(gè)線程從主內(nèi)存中得到num值，并對(duì)num進(jìn)行操作，寫入值的時(shí)候，線程會(huì)把第一次取到的num值和主內(nèi)存中num值進(jìn)行比較，如果相等，就會(huì)將改變后的num寫入主內(nèi)存，如果不相等，則一直循環(huán)對(duì)比，知道成功為止。

CAS和Synchronized和volatile的對(duì)比：

由于在Java中，鎖在并發(fā)處理中占據(jù)了一席之地，但是使用Synchronized加鎖有一個(gè)不好的地方，就是當(dāng)一個(gè)線程沒(méi)有獲取到鎖時(shí)會(huì)被阻塞掛起，這會(huì)導(dǎo)致線程上下文的切換和重新調(diào)度開銷。此時(shí)java提供了非阻塞的volatile關(guān)鍵字來(lái)解決共享變量的可見性問(wèn)題，在一定的程度上彌補(bǔ)了鎖帶來(lái)的開銷問(wèn)題，但是volatile只能保證共享變量的可見性，不能解決讀改寫等的原子性問(wèn)題，這個(gè)時(shí)候java提供了CAS。

CAS操作的經(jīng)典問(wèn)題

1.ABA問(wèn)題： 例如：假如線程1使用了CAS修改了初始值為A的變量X，那么線程1首先會(huì)去獲取變量X的值A(chǔ)，然后使用CAS操作嘗試修改X的值為B，看似CAS操作成功了，但是在多線程情況下，其實(shí)未必，可能線程2在線程1獲取變量X的值后，CAS操作之前，使用了CAS修改了變量X的值為B，然后再次CAS操作修改變量X的值為A。此時(shí)線程1再去執(zhí)行CAS操作時(shí)，雖然變量X的值為A，但是已經(jīng)不是最初的那個(gè)A了。這就是ABA問(wèn)題。
2.循環(huán)時(shí)間長(zhǎng)開銷大 ，持續(xù)占用cpu資源的問(wèn)題： 雖然看似CAS把一些操作變成了一條CPU指令就能完成的原子操作，但是由于它是基于自旋鎖（純用戶態(tài)環(huán)境）實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)一個(gè)線程再獲取鎖時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)鎖被其他線程占有，它并不會(huì)馬上阻塞自己，而是不放棄CPU使用權(quán)的情況下，多次嘗試獲取鎖。這就會(huì)導(dǎo)致CPU資源被長(zhǎng)時(shí)間的占有。
3.只能保證一個(gè)變量的原子性操作的問(wèn)題： 多個(gè)變量的原子操作我們用synchronized加鎖，如果針對(duì)一個(gè)變量我們可以使用CAS減小加鎖的開銷和線程阻塞等待以及重新調(diào)度的開銷。

CAS的應(yīng)用場(chǎng)合

1.線程數(shù)較少，等待時(shí)間短可以采用自旋鎖進(jìn)行CAS嘗試獲取鎖，這樣比Synchronized高效。
2.線程數(shù)較大，等待時(shí)間長(zhǎng)，不建議使用自旋鎖，占用CPU較高。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Java中的CAS操作的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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