标签：并且 tde obj 原来 java并发编程 并发编程 直接 成功 fse
一、简介
CAS机制：（Compare and set）比较和替换
简单来说–>使用一个期望值来和当前变量的值进行比较，如果当前的变量值与我们期望的值相等，就用一个新的值来更新当前变量的值
CAS有三个操作数：内存值V、旧的预期值A、要修改的值B，当且仅当预期值A和内存值V相同时（条件），将内存值修改为B并返回true，否则条件不符合返回false。条件不符合说明该变量已经被其它线程更新了。
二、用途
CAS的使用场景：juc下ReentryLock 和 Atomic类操作
CAS乐观锁（循环内自旋）：原理：A=内存值，thread1对A进行累加操作后的值为B。更新内存值时会判断A和B是否相等，如果相等，那么B替换A退出循环，如果不相等，重新获得内存值，进行操作。此套流程如何保证内存值是最新的?详见volatile原理此套流程如何保证V，A比较B替换V时是原子操作?cas底层用unsafe直接访问底层操作系统，做了硬件级别的原子操作。
AtomicInteger源码分析 ：
java.util.concurrent.atomic包下的原子操作类都是基于CAS实现的，接下去我们通过AtomicInteger来看看是如何通过CAS实现原子操作的：
public class AtomicInteger extends Number implements java.io.Serializable {
private static final long serialVersionUID = 6214790243416807050L;
// setup to use Unsafe.compareAndSwapInt for updates
//获得unsafe实例
private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();
//存放变量value的内存偏移
private static final long valueOffset;
static {
try {
//通过unsafe获得value的内存偏移
valueOffset = unsafe.objectFieldOffset
(AtomicInteger.class.getDeclaredField("value"));
} catch (Exception ex) { throw new Error(ex); }
}
//volatile修饰的，保证了多线程之间看到的value值是同一份,后面会分析
private volatile int value;
接下来看看设置新的值是如何完成的：
public final boolean compareAndSet(int expect, int update) {
return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);
}
这里很简单，直接调用unsafe的cas方法就可以了，通过value的内存偏移，以及期望的值来设置新的值。接下来就是本地方法调用了。
public final int getAndIncrement() {
return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, 1);
}
同样原子增加的操作就是通过unsafe来完成，只是每次都是增加1而已。
可以去看看其他几个原子操作类：AtomicLong（原子更新长整型）AtomicBoolean（原子更新布尔类型，用int来实现的），AtomicIntegerArray(原子更新整型数组里的元素)，AtomicReference（原子更新引用类型）等，其核心思想都是用unsafe提供的原子操作来完成的。
在Java并发编程的艺术中，作者实现了一个基于CAS线程安全的计数器和一个非线程安全的计数器，本质就是用原子操作类代替一般的int或者Long数据类型，通过原子操作类来完成原子操作，保证了计数的线程安全，但是这里提一下，原子操作类不是什么时候都是线程安全的，当由原子操作类来完成复合操作是，此时就不一定是线程安全的了。
AtomicInteger a=new AtomicInteger(10);
//假设下面会出现线程竞争
int b=a.get();
if (b==10){
a.compareAndSet(10,100);
}
在多线程中，这样就不是线程安全的了，因为先取出某个值，然后在判断，这整个操作不是原子操作。
三、优缺点
cas优点：
如一描述在并发量不是很高时cas机制会提高效率。
cas缺点：
1.循环时间开销太大：
如果CAS长时间执行不成功，则会给CPU带来交大的执行开销。处理器提供一种pause指令可以缓解这部分问题，pause指令有两个作用，第一它可以延迟流水线执行指令（de-pipeline）,使CPU不会消耗过多的执行资源，延迟的时间取决于具体实现的版本，在一些处理器上延迟时间是零。第二它可以避免在退出循环的时候因内存顺序冲突（memory order violation）而引起CPU流水线被清空（CPU pipeline flush），从而提高CPU的执行效率。
2。只能保证一个共享变量的原子操作。
如果需要对多个共享变量进行同步，就得使用锁，或者将几个共享变量封装起来，使用CAS来进行同步。从Java1.5开始JDK提供了AtomicReference类来保证引用对象之间的原子性，你可以把多个变量放在一个对象里来进行CAS操作
3、ABA问题
aba问题：内存值V=100;
threadA 将100，改为50；
threadB 将100，改为50；
threadC 将50，改为100；
场景：小牛取款，由于机器不太好使，多点了几次全款操作。后台threadA和threadB工作，
此时threadA操作成功(100->50)，threadB阻塞。正好牛妈打款50元给小牛(50->100)，
threadC执行成功，之后threadB运行了，又改为(100->50)。
牛气冲天，lz钱哪去了？？？
如何解决aba问题：对内存中的值加个版本号，在比较的时候除了比较值还的比较版本号。
java:AtomicStampedReference就是用版本号实现cas机制。
标签：并且 tde obj 原来 java并发编程 并发编程 直接 成功 fse
原文地址：https://www.cnblogs.com/sunweiye/p/10972769.html
