compareAndSet(CAS, 自旋锁)理解

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背景

• CAS？
• 自旋是什么意思？
• CAS是怎么保证原子性操作的？
• CAS带来的ABA问题，及解决方案？

过程

• CAS compareAndSet，compareAndExchange，compareAndSwap 这个函数会先进行比较，如果相比较的两个值是相等的，那么就进行更新操作。
• CAS使用场景

AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(1);
atomicInteger.compareAndSet(1, 2);

1. 初始值是1

2. compareAndSet(expect, update), 要想更新成功的话，那么这个expect的值一定是1，否则是不会被更新的。

AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(1);
atomicInteger.compareAndSet(2, 3);

3. 上面的语句，就永远无法把值更新为3。

• 自旋操作 线程一直在执行逻辑，也就是一直让CPU进行计算操作。
• CAS保证原子性操作 是一个unsafe类下面的native方法。 最终保证原子性是通过，硬件层面的指令，comxchg完成的。如果是多核的情况下，就会上锁。LOCK_IF_MP（mutil Processors）
• ABA问题及解决方案

1. Thread1和Thread2都拿到值，都为A

2. Thread2把A值更新为B

3. 此时，Thread1还在处理自己的业务逻辑，然后Thread3拿到的值是B，然后又把值更新为A

4. 此时，Thread1进行更新操作，发现更新成功了。出现了ABA问题，按理说，Thread1是不能更新值的。

5. 更新的时候添加一个version版本号就可以了，解决这个问题。在理解上，可以理解为乐观锁。其实，加这个版本号，相当于又是一个CAS过程。

	Student student = new Student();
        student.setStatus(1);
        AtomicReference<Student> studentAtomicReference = new AtomicReference<>(student);
        if (studentAtomicReference.get().getStatus() == 1) {
            Student updateStudent = new Student();
            updateStudent.setStatus(2);
            studentAtomicReference.compareAndSet(student, updateStudent);
        }

小结

1. 理解CAS的概念。

2. 理解原子类底层实现都是CAS。

3. 理解CAS是通过CPU指令来达到原子性的。

4. 理解CAS存在的ABA问题，以及相应的解决方案。