Java CAS机制的一些理解

2024-04-02 19:04:59 272人浏览安东尼

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摘要

目录多线程实践什么是CAS机制为何AtomicInteger线程安全图解CAS机制ABA问题什么是ABA问题有什么影响解决总结多线程实践 public class test {

多线程实践


public class test {
    private static int x;
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread task1 = new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                super.run();
                for (int i=0; i<1000; i++){
                    x=x+1;
                }
            }
        };
        Thread task2 = new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                super.run();
                for (int i=0; i<1000; i++){
                    x=x+1;
                }
            }
        };

        task1.start();
        task2.start();
        task1.join();
        task2.join();
        System.out.println(x);
    }
//:~

两个线程同时开启，累加x，理想的情况下，输出应该是2000，但是最终是1006，因为是多线程的情况下，一次累加可能是两个线程同时完成的。


public class test {
    private static AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger();
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread task1 = new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                super.run();
                for (int i=0; i<1000; i++){
                    atomicInteger.incrementAndGet();
                }
            }
        };

        Thread task2 = new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                super.run();
                for (int i=0; i<1000; i++){
                    atomicInteger.incrementAndGet();
                }
            }
        };

        task1.start();
        task2.start();
        task1.join();
        task2.join();
        System.out.println(atomicInteger.get());
    }
}//:~

修改被累加对象x为AtomicInteger，最终结果是理想的2000。在此操作中并没有使用锁，原因是 AtomicInteger引入了CAS机制。

什么是CAS机制

CAS机制简单的说就是，比较交换，有预期值、旧值和内存位置；取出旧值，交换新值。

为何AtomicInteger线程安全

源码：


private static final long valueOffset;
...
public final int incrementAndGet() {
    return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, 1) + 1;
}
...
Unsafe
public final int getAndAddInt(Object var1, long var2, int var4) {
    int var5;
    do {
        var5 = this.getIntVolatile(var1, var2);
    } while(!this.compareAndSwapint(var1, var2, var5, var5 + var4));

    return var5;
}

unsafe提供了硬件级别的原子操作 valueOffset是变量内存地址从源码可以看出，incrementAndGet是调用了unsafe.getAndAddInt，它是一种基于CAS机制实现的，var5是从主内存中获取最新当前值，而这个值是所有线程都可见和共享的，与var4相加交换，如果失败就一直自旋，直到更新值成功。