CAS和AQS

Posted 2021-03-03 rzbwyj

1 CAS

什么是CAS？

　　CAS(Compare And Swap)，即比较并交换。是解决多线程并行情况下使用锁造成性能损耗的一种机制，CAS操作包含三个操 作数——内存位置（V）、预期原值（A）和新值(B)。如果内存位置的值与预期原值相匹配，那么处理器会自动将该位置值更新 为新值。否则，处理器不做任何操作。无论哪种情况，它都会在CAS指令之前返回该位置的值。CAS有效地说明了“我认为位 置V应该包含值A；如果包含该值，则将B放到这个位置；否则，不要更改该位置，只告诉我这个位置现在的值即可。

　　CAS

　　　　1、概念

　　　　　　CompareAndSet  CompareAndSwap：一种无锁的原子操作，乐观锁思想：给你一个期望值，与你现在的值相比，如果相等再修改，不相等什么事情都不做CAS（V, E, N)

 

　　　　2、作用及优点

　　　　　　CAS实现稍微有点复杂，无锁，不存在阻塞，提高了效率、CPU的吞吐量，性能好

 

　　　　3、缺点

　　　　　　无法察觉过程中是否有变化

 

　　　　4、改进

　　　　　　AtomicStampedReference：增加了时间戳

 

　　　　5、CAS应用的场景

• • 　　应用于简单的数据计算
  • 　　线程冲突少的场景

如在多线程中实现自增，会出现线程安全问题，要解决这个问题，需要通过加锁的方式，调整如下：

public class Counter {
    private int count;
    public Counter(){}
    public synchronized int getCount(){
        return count;
    }
    public synchronized void increase(){
        count++;
    }
}

这类似于悲观锁的实现，我需要获取这个资源，那么我就给他加锁，别的线程都无法访问该资源，直到我操作完后释放对该资源的锁。我们知道，悲观锁的效率是不如乐观锁的，上面说了Atomic下的原子类的实现是类似乐观锁的，效率会比使用 synchronized 关系字高，推荐使用这种方式，实现如下:

public class Counter {
    private AtomicInteger count = new AtomicInteger();
    public Counter(){}
    public int getCount(){
        return count.get();
    }
    public void increase(){
        count.getAndIncrement();
    }
}

2 AQS

AQS(AbstractQueuedSynchronizer)，AQS是JDK下提供的一套用于实现基于FIFO等待队列的阻塞锁和相关的同步器的一个同步框架。这个抽象类被设计为作为一些可用原子int值来表示状态的同步器的基类。如果你有看过类似 CountDownLatch 类的源码实现，会发现其内部有一个继承了 AbstractQueuedSynchronizer 的内部类 Sync 。可见 CountDownLatch 是基于AQS框架来实现的一个同步器.类似的同步器在JUC下还有不少。(eg.Semaphore )

 

　　AQS

　　　　1、概念：

　　　　　　AbstractQueuedSynchronizer：同步发生器，用于构建锁

　　　　2、基本思想

　　　　　　通过内置的FIFO同步队列来完成线程争夺资源的管理工作

　　　　3、CLH同步队列 

　　　　　　同步发生器内部维护了队列，队列的每个节点都是一个线程