'实战JAVA虚拟机 JVM故障诊断与性能优化(八)---无锁，CAS理解

　　在高并发环境下，对”锁“的激烈竞争可能会成为系统瓶颈，为此，可以使用一种称为非阻塞同步的方式。这种方式不需要使用”锁“(因此称之为“无锁”)，但是依然能确保数据和程序在高并发环境下

　　保持多线程间的一致性。

1、理解CAS　　

　　基于比较并交换(Compare And Swap)CAS算法的无锁并发控制。

　　与锁的实现相比，无锁的算法设计和实现都要复杂得多，但由于其非阻塞性，它对于死锁问题天生免疫，并且，线程间的互相影响远远比基于锁的方式小。更为重要的是，使用无锁的方式完全没有锁竞争带来的系统开销，

　　也没有线程间调度带来的开销，因此，它要比基于锁的方式拥有更优越的性能。

　　CAS算法的过程：它包含3个参数CAS(V,E,N)。V表示要更新的变量，E表示预期值，N表示新值。仅当V值等于E值时，才会将V的值设为N，如果V值和E值不同，则说明已经有其他线程做了更新，则当前线程什么都不做。

　　最后，CAS返回当前V的真实值。CAS操作是抱着乐观的态度进行的，它总是认为自己可以成功完成操作。当多个线程同时使用CAS操作一个变量时，只有一个会胜出并成功更新，其余均失败。失败的线程不会被挂起，仅是

　　被告知失败，并且允许再次尝试，当然允许失败的线程放弃操作。在硬件层面，大部分的现代处理器都已经支持原子化的CAS指令。

2、原子操作

　　CAS操作在JAVA中的应用，在JDK的java.util.concurrent.atomic包下，有一组使用无锁算法实现的原子操作类，主要有，AtomicInteger、AtomicIntegerArray、AtomicLong、AtomicLongArray和AtomicReference等。

 

3、将随机变为可控：理解Java内存模型

　　Java内存模型(JMM)

　　a、原子性

　　b、有序性

　　　　现代cpu都支持指令流水线执行。为了保证流水线的顺畅执行，在指令执行时，有可能会对目标指令进行重排。重排不对导致单线程中语义修改，但会导致多线程中的语义出现不一致。

　　　　解决有序性的一个简单方法就是使用  synchronized 关键字。

　　c、可见性

　　　　可见性是指一个线程修改了一个变量的值，在另一个线程中可以马上得知这个修改。指令重排就有可能使得一个线程可能无法立即得知一个变量的修改。