CAS和ABA问题

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• 一、什么是CAS (Compare And Swap) ?
• 二、JUC是如何利用CAS的?
• 三、什么是ABA问题?

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