CAS机制总结

Posted 2020-12-02 divinehost

• cas机制
• cas和synchronized 区别，场景，有缺点
• cas底层实现、ABA问题场景、解决办法

场景：公共内存值v=10,线程a,b分别对10进行5次++操作，最后结果20。
问题如果不加锁，a得到内存值10在进行++操作时，b也获得内存值10进行++操作。
此时就会出现结果<20的情况。

一、

cas机制：compare and swap(比较和替换)

cas三个操作数：V(内存值) A(旧的预期值) B(新值)

cas的使用场景：juc下lock、atomic操作
cas乐观锁（循环内自旋），原理：A=获得内存值，B=对A进行累加操作后的值。更新内存值V为B的时候先将V和A对比，
如果相等，那么V替换B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。

二、

synchronized：悲观锁，当synchronized锁住后，其它线程处于blocking状态，当其余线程获得锁后，
会进入runnable状态，这个过程中涉及到操作系统用户模式和内核模式的转换，代价比较高。
并发量很高的话，synchronized还是比较适合的。

三、

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、cpu开销大，在高并发下，许多线程，更新一变量，多次更新不成功，循环反复，给cpu带来大量压力。
2、只是一个变量的原子性操作，不能保证代码块的原子性。
3、ABA问题

四、

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。