java_CAS

2023-02-24 21:13:44

1、CAS：---> compareAndSet(期望值,修改值)

　　比较并交换；

/**
 * CAS: ---> compareAndSet()
 *  比较并交换
 */
public class CASDemo {
    public static void main(String[] args) {
        AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(5);
        System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(5,2019)+" atomicInteger:"+atomicInteger.get());
        System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(5,1024)+" atomicInteger:"+atomicInteger.get());
    }
}

atomicInteger.getAndIncrement();为什么可以保证原子性？

因为底层使用的是Unsafe类：

CAS原理：

unsafe.getAndAddInt()

CAS原语：

CAS总结：

CAS的缺点：

　　1、循环时间长，开销大；

　　2、只能保证一个共享变量的原子操作；

　　3、引发出来的ABA问题？

1、循环时间长，开销大；

2、只能保证一个共享变量的原子操作；

当对一个共享变量执行操作时，我们可以使用循环CAS的方式来保证原子操作；

但是对多个共享变量操作时，循环CAS就无法保证操作的原子性，这个时候可以用锁来保证原子性；

3、引发的ABA问题？

JUC下的原子引用封装类：AtomicReference<V>

@Getter
@ToString
@AllArgsConstructor
class User{
    String name;
    int age;
}
public class AtomicReferenceDemo {
    public static void main(String[] args) {
        User z3 = new User("z3",22);
        User l4 = new User("l4",25);
        AtomicReference<User> atomicReference = new AtomicReference<>();
        atomicReference.set(z3);
        System.out.println(atomicReference.compareAndSet(z3,l4)+"\t"+atomicReference.get().toString());
        System.out.println(atomicReference.compareAndSet(z3,l4)+"\t"+atomicReference.get().toString());
    }
}

解决ABA问题？AtomicStampedReference<V>();

　　原子引用+新增一种机制，例如版本号（类似于时间戳）；

　　AtomicStampedReference<V>();

　　　　JUC下带有时间戳的原子引用类；

ABA问题产生的示例代码：

public class ABADemo {//ABA问题的解决 AtomicStampedReference<>();
    static AtomicReference<Integer> atomicReference = new AtomicReference<>(100);

    public static void main(String[] args) {
        new Thread(() -> {//t1线程模拟ABA环境
            atomicReference.compareAndSet(100, 101);
            atomicReference.compareAndSet(101, 100);
        }, "t1").start();

        new Thread(() -> {
            //t2线程睡眠一秒，保证t1线程执行完ABA问题
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(atomicReference.compareAndSet(100, 2019)+"\t"+atomicReference.get());
        }, "t2").start();
    }
}

ABA问题的解决示例代码：

public class ABADemo {//ABA问题的解决 AtomicStampedReference<>();
    static AtomicReference<Integer> atomicReference = new AtomicReference<>(100);
    static AtomicStampedReference<Integer> atomicStampedReference = new AtomicStampedReference<>(100,1);

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("====以下是ABA问题的产生====");
        new Thread(() -> {//t1线程模拟ABA环境
            atomicReference.compareAndSet(100, 101);
            atomicReference.compareAndSet(101, 100);
        }, "t1").start();

        new Thread(() -> {
            //t2线程睡眠一秒，保证t1线程执行完ABA问题
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(atomicReference.compareAndSet(100, 2019)+"\t"+atomicReference.get());
        }, "t2").start();

        //睡眠2秒，保证t1、t2线程完成
        try { TimeUnit.SECONDS.sleep(2); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }

        System.out.println("====以下是ABA问题的解决====");
        new Thread(() ->{
            int stamp = atomicStampedReference.getStamp();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t 第一次的版本号："+stamp);
            //t3睡眠一秒，保证t3、t4拿到同一个版本号
            try { TimeUnit.SECONDS.sleep(1); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }
            atomicStampedReference.compareAndSet(100,101,atomicStampedReference.getStamp(),atomicStampedReference.getStamp() + 1);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t 第二次的版本号："+atomicStampedReference.getStamp());
            atomicStampedReference.compareAndSet(101,100,atomicStampedReference.getStamp(),atomicStampedReference.getStamp() + 1);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t 第三次的版本号："+atomicStampedReference.getStamp());
        },"t3").start();

        new Thread(() ->{
            int stamp = atomicStampedReference.getStamp();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t 第一次的版本号："+stamp);
            //t4睡眠3秒，保证t3、t4拿到同一个版本号,并且保证t3执行完ABA
            try { TimeUnit.SECONDS.sleep(3); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }
            boolean result = atomicStampedReference.compareAndSet(100, 2019, stamp, stamp + 1);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t 是否修改成功："+result
                    +"\t当前实际版本号："+atomicStampedReference.getStamp()
                    +"\t当前实际最新值："+atomicStampedReference.getReference());
        },"t4").start();
    }
}

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