CAS学习笔记

CAS

• 全称Compare-And-Swap,它是一条CPU并发原语

• 它的功能是判断内存某个位置的值是否为预期值，如果是则更改为新的值，这个过程是原子的

  • CAS并发原语体现在JAVA语言中就是sun.misc.Unsafe类中的各个方法。调用Unsafe类中CAS方法，JVM会帮我们实现出CAS汇编指令。这是一种完全依赖于硬件的功能，通过它实现了原子操作。

• 由于CAS是一种系统原语。原语属于操作系统用语范畴，是由若干条指令组成的，用于完成某个功能的一个过程，并且原语的执行必须是连续的，在执行过程中不允许被中断，也就是说CAS是一条CPU的原子指令，不会造成数据不一致的问题。

  import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
  
  public class CASDemo {
      public static void main(String[] args){
          AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(5);
          System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(5, 2019)+"\t current data:"+atomicInteger.get());
          System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(5, 209)+"\t current data:"+atomicInteger.get());
      }
  }
  

  

底层原理

• atomicInteger.getAndAddInt

  

• Unsafe

  • Unsafe是CAS的核心类，由于Java方法无法直接访问底层系统，需要通过本地（native）方法来访问，Unsafe相当于一个后门，基于该类可以直接操作特定的内存数据。

  • Unsafe类中的方法都是native方法，它们使用JNI的方式访问本地C++实现库

  • Unsafe类存在于sun.misc包中，其内部方法操作可以像C的指针一样直接操作内存，因为Java中CAS操作执行依赖于Unsafe类的方法

  • valueOffset,表示该变量值在内存中的偏移地址，因为Unsafe就是根据内存偏移地址获取数据的

  -

  

  

    - var1:AtomicInteger对象本身 
    - var2 = valueOffset 内存偏移量
    - var5为当前对象的值（get）[类似从主内存中得到值拷贝在自己的工作内存中]
    - 当前对象![](https://img2022.cnblogs.com/blog/2182638/202202/2182638-20220220154217495-1926170565.png)
  

去比较，若相同加var4

- ![](https://img2022.cnblogs.com/blog/2182638/202202/2182638-20220220154226137-130907120.png)

CAS缺点

• synchronized 一致性保证，并发性下降
• 循环时间长开销大
• 只能保证一个共享变量的原子操作
• ABA问题