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怎么从JUC源码看CAS

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1.什么是CAS?

说到CAS，基本上都会想到乐观锁、AtomicInteger、Unsafe ...

当然也有可能啥也没想到!

不管你们怎么想， 我第一印象是乐观锁，毕竟做交易更新交易状态经常用到乐观锁，就自然想到这个SQL：

update trans_order  set order_status = 1  where order_no = 'xxxxxxxxxxx' and order_status = 0;

其实就是 set和where里面都携带order_status。

那什么是CAS?

CAS就是Compare-and-Swap，即比较并替换，在并发算法时常用，并且在JUC(java.util.concurrent)包下很多类都使用了CAS。

非常常见的问题就是多线程操作i++问题。一般解决办法就是添加 synchronized 关键字修饰，当然也可以使用 AtomicInteger  代码举例如下：

public class CasTest {      private static final CountDownLatch LATCH = new CountDownLatch(10);      private static int NUM_I = 0;     private static volatile int NUM_J = 0;     private static final AtomicInteger NUM_K = new AtomicInteger(0);      public static void main(String[] args) throws InterruptedException {          ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(10);         for (int i = 0; i < 10; i++) {              threadPool.execute(new Runnable() {                 public void run() {                     for (int j = 0; j < 10000; j++) {                         NUM_I++;                         NUM_J++;                         NUM_K.incrementAndGet();                     }                     LATCH.countDown();                 }             });         }         LATCH.await();          System.out.println("NUM_I = " + NUM_I);         System.out.println("NUM_J = " + NUM_J);         System.out.println("NUM_K = " + NUM_K.get());         threadPool.shutdown();     }  }

下面就从AtomicInteger开始了解CAS。

2.源码分析

public class AtomicInteger extends Number implements java.io.Serializable {     private static final long serialVersionUID = 6214790243416807050L;      // setup to use Unsafe.compareAndSwapInt for updates     private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();     private static final long valueOffset;      static {         try {             valueOffset = unsafe.objectFieldOffset                 (AtomicInteger.class.getDeclaredField("value"));         } catch (Exception ex) { throw new Error(ex); }     }      private volatile int value;      public final int incrementAndGet() {         return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, 1) + 1;     }     public final int decrementAndGet() {         return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, -1) - 1;     }  }

可以看出里面使用了Unsafe类下的getAndAddInt方法，Unsafe类很多方法是本地(native)方法，主要是硬件级别的原子操作。

/**  * @param var1 当前对象  * @param var2 当前对象在内存偏移量，Unsafe可以根据内存偏移地址获取数据  * @param var4 操作值  * @return  */ public final int getAndAddInt(Object var1, long var2, int var4) {     int var5;     do {         // 获取在var1在内存的值         var5 = this.getIntVolatile(var1, var2);         // 将var1赋值为var5+var4， 赋值时会判断var1是否为var5     } while(!this.compareAndSwapInt(var1, var2, var5, var5 + var4));      return var5; } // 原子操作 public final native boolean compareAndSwapInt(Object var1, long var2, int var4, int var5);

至于 compareAndSwapInt 的分析就忽略了。

看完代码过程其实就是：

  •  比较var1的值是否为var4，是的话将var1更新为var5。

  • 如果不是的话就一直循环，直到var1是var4。

3.问题总结

怎么从JUC源码看CAS

  • 这要是一直获取不到，岂不是一直循环。线程多的情况下，会自旋很长时间，导致浪费资源。

  • 你更新了，  我又给你更新回去了，你也不知道。ABA问题!比如像这样，A想更新值为a，还未抢到资源，这时候B进行了更新，将对象更新为了b，然后又马上更新回了a，  这时候A是什么都不知道的。

以乐观锁举例：

-- 0 -> 1 update trans_order  set order_status = 1  where order_no = 'xxxxxxxxxxx' and order_status = 0;  -- 1 -> 0 update trans_order  set order_status = 1  where order_no = 'xxxxxxxxxxx' and order_status = 0;  -- 0 -> 1 update trans_order  set order_status = 1  where order_no = 'xxxxxxxxxxx' and order_status = 0;

解决办法可以添加version进行版本号控制。

-- 0 -> 1 update trans_order  set order_status = 1  where order_no = 'xxxxxxxxxxx' and order_status = 0 and version = 0;  -- 1 -> 0 update trans_order  set order_status = 1  where order_no = 'xxxxxxxxxxx' and order_status = 0 and version = 1;  -- 0 -> 1 update trans_order  set order_status = 1  where order_no = 'xxxxxxxxxxx' and order_status = 0 and version = 0;

代码中可以看 AtomicStampedReference 类：

/**  * 以原子方式设置该引用和标志给定的更新值的值，  * 如果当前引用==预期的引用，并且当前标志==预期标志。  *  * @param expectedReference 预期引用  * @param newReference 更新的值  * @param expectedStamp 预期标志  * @param newStamp 更新的标志  * @return {@code true} if successful  */ public boolean compareAndSet(V   expectedReference,                              V   newReference,                              int expectedStamp,                              int newStamp) {     Pair current = pair;     return         expectedReference == current.reference &&         expectedStamp == current.stamp &&         ((newReference == current.reference &&             newStamp == current.stamp) ||             casPair(current, Pair.of(newReference, newStamp))); }

其实就是额外增加一个标志(stamp)来防止ABA的问题， 类似乐观锁的version。

到此，相信大家对“怎么从JUC源码看CAS”有了更深的了解，不妨来实际操作一番吧！这里是创新互联网站，更多相关内容可以进入相关频道进行查询，关注我们，继续学习！


当前题目：怎么从JUC源码看CAS
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