CAS算法

Posted 2022-09-28 wildwolf0

前言

CAS，即 Compare And Swap(比较与交换)，是一种无锁算法，基于硬件原语实现，能够在不使用锁的情况下实现多线程之间的变量同步。jdk中的java.util.concurrent.atomic包中的原子类就是通过CAS来实现了乐观锁。

CAS算法过程

算法涉及到三个操作数：

• 需要读写的内存位置V
• 需要进行比较的预期值A
• 需要写入的新值U

CAS算法解析：

CAS具体执行时，当且仅当预期值A符合内存地址V中存储的值时，就用新值U替换掉旧值，并写入到内存地址V中。否则不做更新。

CAS算法的运行原理如下如所示：

CAS会有如下三个方面的问题：

1.ABA问题，一个线程将内存值从A改为B，另一个线程又从B改回到A。

2.循环时间长开销大：CAS算法需要不断地自旋来读取最新的内存值，长时间读取不到就会造成不必要的CPU开销。

1. 只能保证一个共享变量的原子操作（jdk的AtomicReference来保证应用对象之间的原子性，可以把多个变量放在一个对象里来进行CAS操作，解决了这一问题）。

ABA问题图解：

ABA问题解决方案：在变量前面添加版本号，每次变量更新的时候都将版本号加1，比如juc的原子包中的AtomicStampedReference类。