并发(6)

目录

36.什么是CAS?

37.CAS使用示例,结合AtomicInteger给出示例?

38.CAS会有哪些问题?

39.AtomicInteger底层实现?

40.请阐述你对Unsafe类的理解?


36.什么是CAS?

CAS的全称为Compare-And-Swap,直译就是对比交换。是一条CPU的原子指令,其作用是让CPU先进性比较两个值相等,然后原子地更新某个位置的值,经过调查发现,其实现方式是基于硬件平台的汇编指令,就是说CAS是靠硬件实现的,JVM只是封装了汇编调用,那些AtomicInteger类便是使用了这些封装后的接口。

简单解释:CAS操作需要输入两个数值,一个旧值(期望操作前的值)和一个新值,在操作期间先比较下载旧值有没有发生变化,如果没有发生变化,才交换成新值,发生了变化则不交换。

CAS操作是原子性的,所以多线程并发使用CAS更新数据时,可以不使用锁。JDK中大量使用了CAS来更新数据而防止加锁(synchronized重量级锁)来保持原子更新。

CAS操作是原子性的,所以多线程并发使用CAS更新数据时,可以不使用锁。JDK中大量使用了CAS来更新数据而防止加锁(synchronized 重量级锁)来保持原子更新。

相信SQL大家都熟悉,类似SQL中条件更新一样:update  set id=3 from table where id = 2。因为单条SQL执行原子性,如果有多个线程同时执行此SQL语句,只有一条能更新成功。

37.CAS使用示例,结合AtomicInteger给出示例?

如果不使用CAS,在高并发下,多线程同时修改一个变量的值我们需要synchronized加锁(可能有人说可以用Lock加锁,Lock底层的AQS也是基于CAS进行获取锁的)。

Java中我们提供了AtomicInteger原子类(底层基于CAS进行更新数据的),不需要加锁就在多线程并发场景下实现数据一致性。

38.CAS会有哪些问题?

CAS方式为乐观锁,synchronized为悲观锁。因此使用CAS解决并发问题通常情况下性能更优。

但使用CAS方式也会有几个问题:

ABA问题

因为CAS需要再操作值的时候,检查值有没有发生变化,比如没有发生变化则更新,但是如果一个值原来是A,变成了B,又变成了A,那么使用CAS进行检查时则会发现他的值没有发生变化,但是实际上却变化了。

ABA问题的解决思路就是使用版本号。在变量前两追加上版本号,每次变量更新的时候把版本号加1,那么A->B->A就会变成1A->2B->3A。

从jdk1.5开始,JDK的atomic包里提供了一个类AtomicStampedReference来解决ABA问题。这个类的compareAndSet方法的作用是首先检查当前引用是否等于预期引用,并且检查的作用是首先检查当前引用是否等于预期引用,并且检查当前标志是否等于预期标志,如果全部相等,则以原子方式将该引用和该标志的值设置为给定的更新值。

循环时间长开销大

自旋CAS如果长时间不成功,会给CPU带来非常大的执行开销。如果JVM能支持处理器提供的pause指令,那么效率会有一定的提升。pause指令有两个作用:第一,他可以延迟流水线执行命令,使CPU不会消耗过多的执行资源,延迟的时间取决于具体实现的版本,在一些处理器上延迟时间是零;第二,他可以避免在推出循环的时候因内存顺序冲突而引起CPU流水线被清空,从而提高CPU的执行效率。

只能保证一个共享变量的原子操作

当对一个共享变量执行操作时,我们可以使用循环CAS的方式来保证原子操作,但是多个共享变量操作时,循环CAS就无法保证操作的原子性,这个时候就可以用锁。

还有一个取巧的办法,就是把多个共享变量合并成一个共享变量来操作。比如,有两个变量i=2,j=a,合并一下ij=2a,然后用CAS来操作ij。

从Java1.5开始,JDK提供了AtomicReference类来保证引用对象之间的原子性,就可以把多个变量放在一个对象里来进行CAS操作。

39.AtomicInteger底层实现?

CAS+volatile

volatile保证线程的可见性,多线程并发时,一个线程修改数据,可以保证其他线程立马看到修改后的值CAS保证数据更新的原子性。

40.请阐述你对Unsafe类的理解?

如上图所示,Unsafe提供的API大致可分为内存操作,CAS,Classpath相关,对象操作,线程调度,系统信息获取,内存屏障,数组操作等几类,下面将对其相关方法和应用场景进行详细介绍。

相关推荐

  1. 、串行与同步、异步

    2024-01-07 16:58:04       50 阅读
  2. 事务、、锁机制的实现

    2024-01-07 16:58:04       37 阅读
  3. 前端如何控制请求

    2024-01-07 16:58:04       21 阅读
  4. 行、串行有什么区别和联系?

    2024-01-07 16:58:04       39 阅读
  5. 前端并发多个请求失败重

    2024-01-07 16:58:04       86 阅读

最近更新

  1. docker php8.1+nginx base 镜像 dockerfile 配置

    2024-01-07 16:58:04       94 阅读
  2. Could not load dynamic library ‘cudart64_100.dll‘

    2024-01-07 16:58:04       101 阅读
  3. 在Django里面运行非项目文件

    2024-01-07 16:58:04       82 阅读
  4. Python语言-面向对象

    2024-01-07 16:58:04       91 阅读

热门阅读

  1. netty使用http和webSocket

    2024-01-07 16:58:04       41 阅读
  2. 【C++学习笔记】C++多值返回写法

    2024-01-07 16:58:04       53 阅读
  3. 回车事件怎样绑定?

    2024-01-07 16:58:04       54 阅读
  4. Adobe Photoshop 快捷键

    2024-01-07 16:58:04       40 阅读
  5. [密码学][ecc]secp256k1

    2024-01-07 16:58:04       64 阅读
  6. Spring MVC之HandlerAdapter

    2024-01-07 16:58:04       56 阅读
  7. 神经网络中的重要概念

    2024-01-07 16:58:04       50 阅读