转:CAS深入认知

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一般认为原子类型(java.util.concurrent.atomic类)能充分发挥代码的快速和高并发特点，大部分时间atomic确实发挥了更大作用，不过也有一些场景其实隐藏了非管理竞争的消耗，以至于成为一个严重的性能问题。

首先让我们来看看Atomic是如何实现的？所有的原子类型如AtomicLong， AtomicBoolean ， AtomicReference等，基本上都是包装的volatile挥发性的值，这个新增的值来自于内部为这些类型提供CAS功能的sun.misc.Unsafe。
CAS(compare-and-swap)比较并交换)本质上是现代硬件上的实现，允许无堵塞 多线程数据处理能以一种安全有效方式实现，CAS发挥的巨大优势是：CAS不会招致内核级别的任何开销，编译器发出CPU指令，如lock cmpxchg, lock xadd, lock addq，这可以像你从JVM中调用指令一样快，CAS提供了比锁更好的一种替代。
但是使用在某些场合CAS会导致开销增大，可以见Dave Dice等人的研究成果，Java程序员应该好好读一下这个报告，避免了很多关于CAS的误解。
下面是一个实现back-off竞争管理的代码，非常简单，替代了之前失败的CAS，取而代之的是先退避一点时间，然后让其他线程来修改：
import java.util.concurrent.atomic.AtomicLong;
import java.util.concurrent.locks.LockSupport;
public class BackOffAtomicLong {
    public static long bk;
    private final AtomicLong value = new AtomicLong(0L);
    public long get() {
        return value.get();
    }
    public long incrementAndGet() {
        for (;;) {
            long current = get();
            long next = current + 1;
            if (compareAndSet(current, next))
                return next;
        }
    }
    public boolean compareAndSet(final long current, final long next) {
        if (value.compareAndSet(current, next)) {
            return true;
        } else {
            LockSupport.parkNanos(1L);
            return false;
        }
    }
    public void set(final long l) {
        value.set(l);
    }
}
测试结果如下，测试条件是： 64-bit Linux 3.5.0 (x86_64) with Intel(R) Core(TM) i7-3632QM CPU @ 2.20GHz (8 logical cores) using 64-bit Hotspot Java 1.7.0_25-b15.
在多个读，一个写的场景下，back-off和CAS没有什么区别，但是在一个读多个写以及多个读多个写的情况却不同, BackOffAtomicLong 比Atomic有很大的性能提升