面试必问的CAS

概述

CAS(Compare-and-Swap),即 比较 并 替换 ,是一种实现 并发算法 时常用到的技术,Java并发包中的很多类都使用了CAS技术。CAS也是现在面试经常问的问题,本文将深入的介绍CAS的原理。

案例

介绍CAS之前,我们先来看一个例子。

CAS是什么?
CAS是英文单词CompareAndSwap的缩写,中文意思是:比较并替换。CAS需要有3个操作数:内存地址V,旧的预期值A,即将要更新的目标值B。

CAS指令执行时,当且仅当内存地址V的值与预期值A相等时,将内存地址V的值修改为B,否则就什么都不做。整个比较并替换的操作是一个原子操作。

CAS的缺点:
CAS虽然很高效的解决了原子操作问题,但是CAS仍然存在三大问题。

1,循环时间长开销很大。
2,只能保证一个共享变量的原子操作。
3,ABA问题。

循环时间长开销很大:
我们可以看到getAndAddInt方法执行时,如果CAS失败,会一直进行尝试。如果CAS长时间一直不成功,可能会给CPU带来很大的开销。

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,但是对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来保证原子性。

什么是ABA问题?ABA问题怎么解决?
如果内存地址V初次读取的值是A,并且在准备赋值的时候检查到它的值仍然为A,那我们就能说它的值没有被其他线程改变过了吗?

如果在这段期间它的值曾经被改成了B,后来又被改回为A,那CAS操作就会误认为它从来没有被改变过。这个漏洞称为CAS操作的“ABA”问题。Java并发包为了解决这个问题,提供了一个带有标记的原子引用类“AtomicStampedReference”,它可以通过控制变量值的版本来保证CAS的正确性。因此,在使用CAS前要考虑清楚“ABA”问题是否会影响程序并发的正确性,如果需要解决ABA问题,改用传统的互斥同步可能会比原子类更高效。

参考文档: https://blog.csdn.net/v123411739/article/details/79561458

原文地址:https://www.cnblogs.com/william-dai/p/10890042.html

时间: 05-19

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