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CAS和ABA问题

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一、什么是CAS (Compare And Swap) ?

在多线程环境下执行"check and act"这样的代码,如果未能保证原子性,那么程序无法按照期望的那样运行.

  • 一种解决方案是: 采用同步锁的方式来保证原子性,但是性能不高.
  • 第二种解决方案: 利用CPU的特性来保证原子性. 这种方式就叫做CAS

整个juc都是建立在CAS之上的,对于synchronized阻塞算法,juc在性能上有了很大提升,会出现所谓的"ABA"问题

二、JUC是如何利用CAS的?

sun.misc.Unsafe中有几个叫compareAndSwapXXX的native方法,如compareAndSwapXXX(object, valueOffset, expectVal, updateVal).

这些方法的作用就是比较object的value(value是通过valueOffset找到的)是否符合expectVal(预期值),如果符合则swap(替换)object的value的值为updateVal并返回true,如果不符合则返回false,这些方法利用了CPU特性保证了这一操作的原子性.

JUC中的原子类和并发集合等利用Unsafe提供的native方法保证了自身的原子性,一般做法就是循环调用compareAndSwapXXX直到返回true为止

三、什么是ABA问题?

当前情况: object.value = A, 线程1的目的是将object.value改成B

  • 线程1: 循环调用compareAndSwapXXX,给定的预期值为A,想要更新为B.
  • 线程2: 在线程1还未调到compareAndSwapXXX前,将object.value改成B然后再改成A

此时的线程1是不知道object.value中间被改过值的,所以我们并不知道程序是否应该在object.value在中间被改过值的情况下是否还要将object.value改成B

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