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线程同步
CAS
CAS(Compare And Swap)是由硬件实现的.
CAS 可以将 read- modify - write 这类的操作转换为原子操作.
i++自增操作包括三个子操作:
- 从主内存读取 i 变量值
- 对 i 的值加 1
- 再把加 1 之后 的值保存到主内存
CAS 原理: 在把数据更新到主内存时,再次读取主内存变量的值,如果现在变量的值与期望的值(操作起始时读取的值)一样就更新
使用 CAS 实现线程安全的计数器
package com.wkcto.cas;
/**
* 使用 CAS 实现一个线程安全的计数器
* Author: 老崔
*/
public class CASTest {
public static void main(String[] args) {
CASCounter casCounter = new CASCounter();
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println(casCounter.incrementAndGet());
}
}).start();
}
}
}
class CASCounter{
//使用 volatile 修饰 value 值,使线程可见
volatile private long value;
public long getValue() {
return value;
}
//定义 comare and swap 方法
private boolean compareAndSwap(long expectedValue, long newValue){
//如果当前 value 的值与期望的 expectedVAlue 值一样,就把当前的 Value 字段替换为
newValue 值
synchronized (this){
if ( value == expectedValue){
value = newValue;
return true;
}else {
return false;
}
}
}
//定义自增的方法
public long incrementAndGet(){
long oldvalue ;
long newValue;
do {
oldvalue = value;
newValue = oldvalue+1;
}while ( !compareAndSwap(oldvalue, newValue) );
return newValue;
}
}
CAS 实现原子操作背后有一个假设: 共享变量的当前值与当前线程提供的期望值相同, 就认为这个变量没有被其他线程修改过.
实际上这种假设不一定总是成立.如有共享变量 count = 0
- A 线程对 count 值修改为 10
- B 线程对 count 值修改为 20
- C 线程对 count 值修改为 0
当前线程看到 count 变量的值现在是 0,现在是否认为 count 变量的值没有被其他线程更新呢? 这种结果是否能够接受??
这就是 CAS 中的 ABA 问题,即共享变量经历了 A->B->A 的更新.
是否能够接收 ABA 问题跟实现的算法有关.
如果想要规避 ABA 问题,可以为共享变量引入一个修订号(时间戳), 每次修改共享变量时,相应的修订号就会增加 1. ABA 变量更新过程变量: [A,0] ->[B,1]->[A,2], 每次对共享变量的修改都会导致修订号的增加,通过修订号依然可以准确判断变量是否被其他线程修改过. AtomicStampedReference 类就是基于这种思想产生的.
