06 CAS的原理和AQS

Posted 2021-04-04 lifeone

CAS的原理

CAS（compareAndSwap）,比较交换，是一种无锁的原子算法。

Cas(value,expect,newValue),如果vaule和ecpect一样，就更新为newValue,否则什么也不做，返回false

实现原理

通过调用unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update)，之后该方法中调用虚拟机中的本地方法和底层操作系统进行操作

Cas带来的问题

• 循环时间太长
  
  如果长时间得不到锁，会进行不断的循环，给cpu带来非常大的开销
  
  解决方法：在JUC中限制了cas自旋的次数，例如BlockingQueue的SynchronousQueue
• 只能保证一个共享变量的原子性
  对于多个共享变量，这能使用锁
• ABA问题
  当原来的值为A，变成B，然后又变为A，那么Cas检查时会发现没有变化，实质上已经发生过变化，这就是ABA问题。
  解决方法：每次变化的时候加版本号，使用AtomicStampedReference

AQS

是实现自定义锁的一个辅助类，提供了获取锁和释放锁的功能模板。

排它锁	共享锁
acquire(int flag) 以独占的模式获取对象，忽略中断	acquireShared(int arg) 以共享模式获取对象，忽略中断
tryAcquire(arg) 试图以独占模式获取对象	tryAcquireShared(int arg) 试图以共享模式获取对象
release(int arg) 以独占模式释放对象	releaseShared(int arg) 以共享模式释放对象

jdk提供的锁

• ReentrantLock(支持锁的重入、公平锁和非公平锁)
• ReentrantReadWriteLock
  
  锁降级：线程获取到写锁后，进行了数据修改，不能直接释放写锁，应该先获取读锁在释放写锁，最后释放读锁。