Java并发——CAS-创新互联

CAS 1.CAS简介

CAS全称Compare And Swap，比较并交换。是一条CPU的原子指令，底层基于硬件中的汇编指令实现的。CAS算法涉及3个操作数内存值V、预期原值A、新值B，当内存值V等于预期值A时，更新内存值V为新值B。

创新互联建站是专业的夷陵网站建设公司，夷陵接单;提供成都网站设计、成都网站建设,网页设计,网站设计,建网站,PHP网站建设等专业做网站服务;采用PHP框架,可快速的进行夷陵网站开发网页制作和功能扩展;专业做搜索引擎喜爱的网站,专业的做网站团队,希望更多企业前来合作!

CAS示例：

例如：对于i = 0 , i++应用CAS思想，线程读取i的值0到内存中，预期原值A=0。

如果V等于A说明这个过程没有其他线程执行i++操作，因此就修改V为新值B也就是1；

如果V不等于A说明有其他线程修改i的值，存在并发安全问题，放弃本次修改，重试。

CAS操作是原子性的，多线程并发使用CAS修改数据时，可以不用加锁。

2.CAS存在的问题

2.1ABA问题

CAS是检查预期原值A是否发生了变化，如果预期原值A变化为另一个值C，然后又修改回A，此时线程进行CAS比较会发现预期原值A没有变化，实际上发生了变化。

发生ABA问题的本质是CAS只检查初始和最终，而不关心中间状态的变化

为什么要解决ABA问题

假设一个场景：小明账户有100元，准备取50元，在多线程并发情况下，线程A和线程B都查余额为100，线程A执行成功取出50，正常情况下线程B应该失败，但是此时如果小明的账户收款50元，那么线程B在使用CAS进行比较时也会成功，又扣减了50元，结果就是小明取了50却扣减了100元。

解决ABA问题方案

使用版本号来标识变量的状态，比如A1修改为C2再修改回A3，此时A1和A3不相等就解决了ABA问题

使用AtomicStampedReference类来解决ABA问题

public class AtomicStampedReference{private static class Pair{final T reference;   // 对象引用
        final int stamp;    // 用于标志版本号
        private Pair(T reference, int stamp) {this.reference = reference;
            this.stamp = stamp;
        }
        staticPairof(T reference, int stamp) {return new Pair(reference, stamp);
        }
    }
  / **
    *   ......
    */
      // pair使用volatile保证可见性
    private volatile Pairpair;
    
        public boolean compareAndSet(V   expectedReference,  // 更新前的值
                                 V   newReference,    // 更新后的值
                                 int expectedStamp,   // 预期的版本号
                                 int newStamp) {//更新后的版本号
           // 获取当前元素值 + 版本号  
         Paircurrent = pair;
        return
            expectedReference == current.reference &&   // 比较引用
            expectedStamp == current.stamp &&        // 比较版本号
            ((newReference == current.reference &&    // 新引用等于旧引用
              newStamp == current.stamp) ||          // 新版本号等于旧版本号
             // 创建新的pair对象并CAS更新
             casPair(current, Pair.of(newReference, newStamp))); 
    }
}

compareAndSet方法执行结果：