一、什么是CAS
CAS(Compare and Swap)是一種無(wú)鎖的線(xiàn)程安全實(shí)現(xiàn)方式。它是一個(gè)原子操作,用于在多線(xiàn)程環(huán)境下管理對(duì)共享數(shù)據(jù)的并發(fā)訪問(wèn)。CAS操作包含三個(gè)操作數(shù) —— 內(nèi)存位置(V)、預(yù)期原值(A)和新值(B)。如果內(nèi)存位置V的值與預(yù)期原值A(chǔ)相匹配,那么將內(nèi)存位置V的值修改為B,并返回真;否則返回假,不做任何操作。
不同于使用鎖的線(xiàn)程同步,CAS利用硬件的支持,不需要阻塞操作,因此在高并發(fā)環(huán)境下有很好的性能。
二、CAS與其他同步技術(shù)的對(duì)比
1、鎖機(jī)制對(duì)比
使用鎖進(jìn)行同步可能會(huì)導(dǎo)致線(xiàn)程阻塞以及可能的死鎖。相反,CAS是一個(gè)非阻塞算法,它允許多個(gè)線(xiàn)程在操作共享數(shù)據(jù)時(shí)無(wú)需等待。
2、原子操作對(duì)比
雖然Java提供了synchronized關(guān)鍵字用于同步,但是在性能需求極高的情況下,還是需要使用更底層的原子操作,比如CAS,來(lái)獲得更高的性能。
三、解決CAS的ABA問(wèn)題
CAS的一個(gè)著名問(wèn)題是ABA問(wèn)題,即在V的值從A變?yōu)锽,再變?yōu)锳時(shí),CAS會(huì)誤認(rèn)為V的值沒(méi)有發(fā)生變化。一種解決方法是使用版本號(hào)。在每次變量更新時(shí),都對(duì)版本號(hào)加一,CAS操作時(shí),檢查的是變量值和版本號(hào)的組合,這樣就可以避免ABA問(wèn)題。
延伸閱讀
CAS的實(shí)踐應(yīng)用
原子類(lèi)的使用:在Java中,有許多原子類(lèi)如AtomicInteger,AtomicLong等,這些類(lèi)就是基于CAS實(shí)現(xiàn)的。樂(lè)觀鎖的應(yīng)用:在數(shù)據(jù)庫(kù)操作中,往往可以使用CAS來(lái)實(shí)現(xiàn)樂(lè)觀鎖,提高數(shù)據(jù)庫(kù)的并發(fā)性能。服務(wù)態(tài)度:使用CAS時(shí),需要特別注意其限制,以保證線(xiàn)程安全。執(zhí)行力保證:在實(shí)際使用中,需要考慮如何正確和高效地使用CAS來(lái)提高并發(fā)性能。