CAS原理剖析

CAS原理剖析

compare and swap也就是比较和交换，他是一条CPU的并发原语。

他在替换内存的某个位置的值时，首先查看内存中的值与预期值是否一致，如果一致，执行替换操作。这个操作是一个原子性操作。

Java中基于Unsafe的类提供了对CAS的操作的方法，JVM会帮助我们将方法实现CAS汇编指令。

但是要清楚CAS只是比较和交换，在获取原值的这个操作上，需要你自己实现。

以java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger#incrementAndGet为例来进行讲解：

public final int incrementAndGet() {
        return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, 1) + 1;
 }

sun.misc.Unsafe#getAndAddInt

注意: 这里面是 do while循环，也就是说，直到替换成功了才会退出，如果一直替换不成功，则会一直进行自旋操作。

public final int getAndAddInt(Object var1, long var2, int var4) {
        int var5; // 原始值
        do {
            var5 = this.getIntVolatile(var1, var2); // 获取当前var2内存位置的原始值
            
            // var5:原始值，var5 + var4：目标值
            // 我们要将原始值替换成目标值
            // var1可以理解成我们当前字段
        } while(!this.compareAndSwapInt(var1, var2, var5, var5 + var4));

        return var5; // 返回原始值
}

下面这玩意就没啥可看的了

public final native boolean compareAndSwapInt(Object var1, long var2, int var4, int var5);

CAS的缺点：CAS只能保证对一个变量的操作是原子性的，无法实现对多行代码实现原子性。

CAS的问题：

​ ABA问题，解决方式：可以使用追加版本号的方式，AtomicStampeReference; 还可以使用AtomicMarkableReference打标记的方式。