CAS简介

作者：小小林熬夜学编程 | 2024-03-23 07:18:18

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cas

一.为什么要有CAS

一.为什么要有CAS

我们在多线程安全中有一个经典的双线程++问题


    public static int count = 0;
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread t1 = new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 10000; i++) {
                count++;
            }
        });
        Thread t2 = new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 10000; i++) {
                count++;
            }
        });
        t1.join();
        t2.join();
        t1.start();
        t2.start();
        Thread.sleep(1000);
        System.out.println(count);
    }

就是两个线程同时进行++这个操作,就会导致结果出错

这里结果应该=20000

我们由此知道了++操作,分为三步,应该加锁确保他的操作是原子性的


//可以将++操作打包到一个枷锁的方法里面   
 synchronized public void func(){
        count++;
    }

但是这样枷锁和解锁,实际上效率并不高效,由此我们引入了一个新的概念

CAS机制

二.什么是CAS机制

简单来说就是进行原子性操作

比如,我们可以将上面的加锁和解锁替换成CAS中的原子操作

所谓CAS的原子操作类，指的是java.util.concurrent.atomic包下，一系列以Atomic开头的包装类。如AtomicBoolean，AtomicUInteger，AtomicLong。

让我们用一用


import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
 
public class demo3 {
 
//将int count变为AtomicInteger count = new AtomicInteger()
    public static AtomicInteger count = new AtomicInteger();
 
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread t1 = new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 10000; i++) {
//使用原子性的++操作
                count.incrementAndGet();
            }
        });
        Thread t2 = new Thread(()->{
            for (int i = 0; i < 10000; i++) {
//使用原子性的++操作
                count.incrementAndGet();
            }
        });
        t1.join();
        t2.join();
        t1.start();
        t2.start();
        Thread.sleep(1000);
        System.out.println(count);
    }
}

结果就好了

三. CAS工作原理

我们拿++这个操作来举例

假如我现在有两个线程

线程1和线程2

此时线程1中,有一个数字10开始进行++操作

如果线程2此刻没有进行++操作,也就是说目前只有线程1在进行这个操作的话

就是如下情况

但是如果,此时线程2也有个++操作,并且比线程1先执行完毕的话

所以这样永远能保证++操作的原子性

四.CAS的缺点

1） CPU开销过大

在并发量比较高的情况下，如果许多线程反复尝试更新某一个变量，却又一直更新不成功，循环往复，会给CPU带来很到的压力。

2）不能保证代码块的原子性

CAS机制所保证的知识一个变量的原子性操作，而不能保证整个代码块的原子性。比如需要保证3个变量共同进行原子性的更新，就不得不使用synchronized了。

3） ABA问题(重点问题)

这是CAS机制最大的问题所在。