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无锁-乐观锁
本章内容
- CAS 与 volatile
- 原子整数
- 原子引用
- 原子累加器
- Unsafe
CAS 的底层是 lock cmpxchg 指令(X86 架构),在单核 CPU 和多核 CPU 下都能够保证【比较-交 换】的原子性。
底层其实可以看做是缓存与主存的数据对比,当前线程的余额为缓存,Account对象中的余额看作是主存,通过对比,一样就说明没有其他线程操作,不一样就说明其他线程已经操作过了,那么这次操作就是无效的
在多核状态下,某个核执行到带 lock 的指令时,CPU 会让总线锁住,当这个核把此指令执行完毕,再 开启总线。这个过程中不会被线程的调度机制所打断,保证了多个线程对内存操作的准确性,是原子 的。
volatile
获取共享变量时,为了保证该变量的可见性,需要使用 volatile 修饰。
它可以用来修饰成员变量和静态成员变量,他可以避免线程从自己的工作缓存中查找变量的值,必须到主存中获取 它的值,线程操作 volatile 变量都是直接操作主存。即一个线程对 volatile 变量的修改,对另一个线程可见。
CAS 必须借助 volatile 才能读取到共享变量的最新值来实现【比较并交换】的效果
为什么无锁效率会高
- 无锁情况下,即使重试失败,线程始终在高速运行,没有停歇,而 synchronized 会让线程在没有获得锁的时 候,发生上下文切换,进入阻塞。打个比喻
- 线程就好像高速跑道上的赛车,高速运行时,速度超快,一旦发生上下文切换,就好比赛车要减速、熄火, 等被唤醒又得重新打火、启动、加速... 恢复到高速运行,代价比较大
- 但无锁情况下,因为线程要保持运行,需要额外 CPU 的支持,CPU 在这里就好比高速跑道,没有额外的跑 道,线程想高速运行也无从谈起,虽然不会进入阻塞,但由于没有分到时间片,仍然会进入可运行状态,还 是会导致上下文切换。
- 因此线程数少时无锁效率有明显优势