java8 如何优化CAS的性能

　　场景引入

　　　　经常都会有下面这段代码，多个线程同时修改一个变量，造成线程不安全，代码如下：

public class ThreadCASDemo implements Runnable {
    static int counter=0;
    static  final Object objLock=new Object();

    @Override
    public  void run() {
        counter++;
        System.out.println("counter"+counter);
    }

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i <20 ; i++) {
            ThreadCASDemo threadCASDemo=new ThreadCASDemo();
            Thread th=new Thread(threadCASDemo);
            th.start();
        }
        try {
            Thread.sleep(2000);
        }
        catch (Exception ex){

        }
        System.out.println(counter);
    }
}

　　解决方案

　　　　加synchronized锁

public class ThreadCASDemo implements Runnable {
    static int counter=0;
    static  final Object objLock=new Object();

    @Override
    public  void run() {
        synchronized (objLock) {
            counter++;
        }
        System.out.println("counter"+counter);
    }

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i <20 ; i++) {
            ThreadCASDemo threadCASDemo=new ThreadCASDemo();
            Thread th=new Thread(threadCASDemo);
            th.start();
        }
        try {
            Thread.sleep(2000);
        }
        catch (Exception ex){

        }
        System.out.println(counter);
    }
}

　　　　加synchronized锁的原理示意图如下：

　　　　

 

　　　　一个个线程排队去更新这个值，这样就感觉太笨重了。synchronized是用来解决更复杂的并发编程场景的。

　　　　而且在这个场景下，你一个个排队，加锁处理数据，释放锁，下一个再进来不就相当于串行化了吗。

　　　　Atomic原子类

public class ThreadCASAtomic implements Runnable {
    static AtomicInteger ati=new AtomicInteger(0);
    static  final Object objLock=new Object();

    @Override
    public  void run() {
        Integer counter=ati.incrementAndGet();
        System.out.println("counter"+counter);
    }

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i <20 ; i++) {
            ThreadCASDemo threadCASDemo=new ThreadCASDemo();
            Thread th=new Thread(threadCASDemo);
            th.start();
        }
    }
}

　　　　这个之所以效率更高，因为底层是无锁化的CAS。（Compare And Set)。

　　　　底层原理如下：每个线程都会先获取当前的值，接着走一个CAS操作，原子的意思就是这个CAS操作一定是自己完整执行完的，不会被别人打断的。

　　　　然后CAS操作里，会比较一下说：大兄弟，现在你的值不是我刚刚才获取到的那个值啊？

　　　　如果是的化，说明没人改过这个值，那你就给我设置累加1的操作，如果不是的话，发现自己获取的值跟当前的值不一样，会导致CAS失败，失败之后，进入一个无线循环，再次获取值，进行CAS操作。

　　Java 8 中对CAS机制的优化

　　　　上面的做法问题就出现在，如果大量的线程同时并发修改一个AtomicInteger，可能会有很多线程，不停的自旋，进入一个无线的重复循环中。

　　　　这些线程不停的获取值，不停的失败。

　　　　在高并发的时候，这种情况就会很明显，导致性能和效率都不高。

　　　　所以java 8 提出了一个LongAdder，他就是尝试使用分段CAS以及自动分段迁移的方式来大幅度提高多线程高并发执行CAS的操作性能。