不支持 CAS 操作的处理器上的 compareAndSet

Posted 2023-02-16

【中文标题】不支持 CAS 操作的处理器上的 compareAndSet

【英文标题】：compareAndSet on processors that does not support CAS operation

【发布时间】：2017-10-18 19:39:45

【问题描述】：

今天我在一次采访中被问到下一个问题：“如果您在具有不支持 CAS 操作的处理器的机器上调用 AtomicLong 中的 compareAndSet 方法，会发生什么”。

能否请您帮助我解决这个问题，并在可能的情况下提供一些指向全面描述的链接？

【参考方案1】：

来自Java Concurrency in Practice 15.2.3 JVM 中的 CAS 支持：

在支持 CAS 的平台上，运行时将它们内联到适当的机器指令中；在最坏的情况下， 如果类似 CAS 的指令不可用，则 JVM 使用自旋锁。

【参考方案2】：

查看AtomicLong 类源代码。我们可以找到这个：

/**
 * Records whether the underlying JVM supports lockless
 * compareAndSet for longs. While the intrinsic compareAndSetLong
 * method works in either case, some constructions should be
 * handled at Java level to avoid locking user-visible locks.
 */
static final boolean VM_SUPPORTS_LONG_CAS = VMSupportsCS8();

这意味着它可以在任何情况下工作。根据实现，JVM 可能会尝试获取锁，如果无法再次尝试（轮询）。

从评论来看，JVM 使用的是std::atomic::compare_and_exchange_strong。

/**
 * ...
 * <p>This operation has memory semantics of a @code volatile read
 * and write.  Corresponds to C11 atomic_compare_exchange_strong.
 * ...
 */
@ForceInline
public final boolean compareAndSwapInt(Object o, long offset,
                                       int expected,
                                       int x) 
    return theInternalUnsafe.compareAndSetInt(o, offset, expected, x);

【讨论】：

首先非常感谢您的回复。但我对支持 CAS 的处理器和不支持 CAS 的处理器的行为的确切差异感兴趣。似乎在不支持 CAS 的处理器的情况下，为 compareAndSet 方法完成了某种其他类型的同步。我需要更多细节。

不幸的是，我不知道确切的区别，除了定期轮询 JVM 锁定的一些互斥锁:)。它没有指定，并且可能因 JVM 不同而异。也许非CAS处理器工作原理上的C11方法std::atomic::compare_and_exchange_strong会有所帮助。