怎么從JUC源碼看CAS

本篇內(nèi)容主要講解“怎么從JUC源碼看CAS”，感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡單快捷，實(shí)用性強(qiáng)。下面就讓小編來帶大家學(xué)習(xí)“怎么從JUC源碼看CAS”吧!

1.什么是CAS?

說到CAS，基本上都會想到樂觀鎖、AtomicInteger、Unsafe ...

當(dāng)然也有可能啥也沒想到!

不管你們怎么想， 我第一印象是樂觀鎖，畢竟做交易更新交易狀態(tài)經(jīng)常用到樂觀鎖，就自然想到這個SQL：

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

其實(shí)就是 set和where里面都攜帶order_status。

那什么是CAS?

CAS就是Compare-and-Swap，即比較并替換，在并發(fā)算法時常用，并且在JUC(java.util.concurrent)包下很多類都使用了CAS。

非常常見的問題就是多線程操作i++問題。一般解決辦法就是添加 synchronized 關(guān)鍵字修飾，當(dāng)然也可以使用 AtomicInteger  代碼舉例如下：

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();     }  }

下面就從AtomicInteger開始了解CAS。

2.源碼分析

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類下的getAndAddInt方法，Unsafe類很多方法是本地(native)方法，主要是硬件級別的原子操作。

/**  * @param var1 當(dāng)前對象  * @param var2 當(dāng)前對象在內(nèi)存偏移量，Unsafe可以根據(jù)內(nèi)存偏移地址獲取數(shù)據(jù)  * @param var4 操作值  * @return  */ public final int getAndAddInt(Object var1, long var2, int var4) {     int var5;     do {         // 獲取在var1在內(nèi)存的值         var5 = this.getIntVolatile(var1, var2);         // 將var1賦值為var5+var4， 賦值時會判斷var1是否為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。

看完代碼過程其實(shí)就是：

•  比較var1的值是否為var4，是的話將var1更新為var5。

• 如果不是的話就一直循環(huán)，直到var1是var4。

3.問題總結(jié)

• 這要是一直獲取不到，豈不是一直循環(huán)。線程多的情況下，會自旋很長時間，導(dǎo)致浪費(fèi)資源。

• 你更新了，  我又給你更新回去了，你也不知道。ABA問題!比如像這樣，A想更新值為a，還未搶到資源，這時候B進(jìn)行了更新，將對象更新為了b，然后又馬上更新回了a，  這時候A是什么都不知道的。

以樂觀鎖舉例：

-- 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;

解決辦法可以添加version進(jìn)行版本號控制。

-- 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;

代碼中可以看 AtomicStampedReference 類：

/**  * 以原子方式設(shè)置該引用和標(biāo)志給定的更新值的值，  * 如果當(dāng)前引用==預(yù)期的引用，并且當(dāng)前標(biāo)志==預(yù)期標(biāo)志。  *  * @param expectedReference 預(yù)期引用  * @param newReference 更新的值  * @param expectedStamp 預(yù)期標(biāo)志  * @param newStamp 更新的標(biāo)志  * @return {@code true} if successful  */ public boolean compareAndSet(V   expectedReference,                              V   newReference,                              int expectedStamp,                              int newStamp) {     Pair<V> current = pair;     return         expectedReference == current.reference &&         expectedStamp == current.stamp &&         ((newReference == current.reference &&             newStamp == current.stamp) ||             casPair(current, Pair.of(newReference, newStamp))); }

其實(shí)就是額外增加一個標(biāo)志(stamp)來防止ABA的問題， 類似樂觀鎖的version。

到此，相信大家對“怎么從JUC源碼看CAS”有了更深的了解，不妨來實(shí)際操作一番吧！這里是億速云網(wǎng)站，更多相關(guān)內(nèi)容可以進(jìn)入相關(guān)頻道進(jìn)行查詢，關(guān)注我們，繼續(xù)學(xué)習(xí)！