997、CAS原理、自旋次数

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CAS(Compare and Swap)是一种并发编程中常用的技术,通常用于实现多线程环境下的原子操作。CAS操作包括三个操作数:内存位置(或称为变量)、期望值和新值。这个操作是原子的,即它是不可中断的。CAS首先会读取当前内存位置的值,然后与期望值比较,如果相等,就用新值更新内存位置的值,否则什么都不做。

CAS的基本思想可以用以下伪代码表示:

function cas(变量V,期望值A,新值B) {
    if (V == A) {
        V = B;
        return true;
    } else {
        return false;
    }
}

在多线程环境中,CAS操作可以用于实现一些并发控制的机制,例如实现线程安全的计数器、锁、队列等。

自旋次数指的是在进行CAS操作时,如果失败(即当前值不等于期望值),线程会进行一定次数的自旋(忙等待),尝试再次进行CAS操作。自旋的目的是为了避免线程阻塞,因为线程阻塞和唤醒的操作会带来额外的开销。自旋次数的设定需要在避免线程阻塞和消耗过多CPU资源之间进行平衡。

自旋次数的合适值取决于具体的应用场景和硬件特性。如果自旋次数太少,可能会增加线程阻塞的概率;如果自旋次数太多,可能会浪费过多的CPU资源。通常,合理的自旋次数需要通过实验和性能调优来确定。

在Java中,java.util.concurrent.atomic包中的原子类,比如AtomicInteger,使用CAS操作来实现原子性的操作。在使用这些原子类时,可以通过适当的方式设置自旋次数,以达到性能和并发控制的平衡。