原子变量与CAS算法

Posted 2020-08-28 wq3435

上一节讨论了 volatile关键字，volatile关键字修饰的作用是不具有 "原子性" 和 "互斥性的"

例如 i++ 操作 就不是一个原子性的操作，i++ 其实分为3个步骤进行 "读-改-写"

int temp = i;

i = i + 1;

i= temp;

先看一段代码：

package com.java.juc;

public class TestAtomicDemo {
    public static void main(String[] args) {
        AtomicDemo ad = new AtomicDemo();
        for(int i = 0;i<10;i++){
            new Thread(ad).start();
        }
    }
}

class AtomicDemo implements Runnable{
    private int seriesNumber = 0;
    
    public void run() {
        try {
            Thread.sleep(200);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(getSeriesNumber());
    }
    
    public int getSeriesNumber() {
        return seriesNumber++;
    }
}

 创建10个线程，每个线程对变量进行+1操作，

运行结果会出现如下等问题：

0
5
4
3
2
1
0
6
7
8

出现这种情况的主要原因就是 i++不是一个 原子性 操作

 

解决此问题的方法可以使用 原子变量

原子变量：jdk1.5以后 java.util.concurrent.atomic包下提供了常用的原子变量。

原子变量底层主要是有两个作用：

　　1.volatile 保证内存可见性

　　2.CAS(compare-And-Swap)保证数据的原子性

　　　 CAS 算法是硬件对于并发操作共享数据的支持

　　　 CAS 包含了三个操作数：

　　　　　　内存值 V

　　　　　　预估值 A

　　　　　　更新值 B

　　　　　　当且仅当 V== A 时，V = B. 否则将不做任何操作。

 　　 使用原子变量比锁的效率要高很多，使用锁时等待的线程会进入阻塞，使用Atomic进行等待的线程并不会进入阻塞状态，还是持有cpu资源，只是不断询问是否该轮到他执行了。

　　

 

 

 使用 原子变量进行改写

package com.java.juc;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class TestAtomicDemo {
    public static void main(String[] args) {
        AtomicDemo ad = new AtomicDemo();
        for(int i = 0;i<10;i++){
            new Thread(ad).start();
        }
    }
}

class AtomicDemo implements Runnable{
//    private int seriesNumber = 0;
    private AtomicInteger seriesNumber = new AtomicInteger();
    
    public void run() {
        try {
            Thread.sleep(200);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(getSeriesNumber());
    }
    
    public int getSeriesNumber() {
        return seriesNumber.getAndIncrement();
    }
}