更多Android架构进阶视频学习请点击:https://space.bilibili.com/474380680
本篇文章将从以下几个内容来阐述CAS:

  • [CAS原理]
  • [CAS带来的ABA问题]

一、什么是CAS?

在计算机科学中,比较和交换(Conmpare And Swap)是用于实现多线程同步的原子指令。 它将内存位置的内容与给定值进行比较,只有在相同的情况下,将该内存位置的内容修改为新的给定值。 这是作为单个原子操作完成的。 原子性保证新值基于最新信息计算; 如果该值在同一时间被另一个线程更新,则写入将失败。 操作结果必须说明是否进行替换; 这可以通过一个简单的布尔响应(这个变体通常称为比较和设置),或通过返回从内存位置读取的值来完成(摘自维基本科)

JAVA1.5开始引入了CAS,主要代码都放在JUC的atomic包下,如下图:

 
 

二、CAS(Compare And Swap)导致的ABA问题

问题描述

多线程情况下,每个线程使用CAS操作欲将数据A修改成B,当然我们只希望只有一个线程能够正确的修改数据,并且只修改一次。当并发的时候,其中一个线程已经将A成功的改成了B,但是在线程并发调度过程中尚未被调度,在这个期间,另外一个线程(不在并发中的请求线程)将B又修改成了A,那么原来并发中的线程又可以通过CAS操作将A改成B

测试用例:

public class AbaPro {

    private static final Random RANDOM = new Random();
private static final String B = "B";
private static final String A = "A";
public static final AtomicReference<String> ATOMIC_REFERENCE = new AtomicReference<>(A); public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
final CountDownLatch startLatch = new CountDownLatch(1); Thread[] threads = new Thread[20];
for (int i=0; i < 20; i++){
threads[i] = new Thread(){
@Override
public void run() {
String oldValue = ATOMIC_REFERENCE.get();
try {
startLatch.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
try {
Thread.sleep(RANDOM.nextInt()&500);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} if (ATOMIC_REFERENCE.compareAndSet(oldValue, B )){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ " 已经对原始值进行了修改,此时值为: "+ ATOMIC_REFERENCE.get());
}
}
};
threads[i].start();
} startLatch.countDown();
Thread.sleep(200); new Thread(){ @Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(RANDOM.nextInt() & 200);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
String oldVal = ATOMIC_REFERENCE.get();
while (!ATOMIC_REFERENCE.compareAndSet(ATOMIC_REFERENCE.get(), A));
System.out.println(Thread.currentThread().getName() +" 已经将值 "+oldVal+" 修改成原始值: A");
} }.start();
} }

结果:

Thread-12 已经对原始值进行了修改,此时值为: B
Thread-20 已经将值 B 修改成原始值: A
Thread-14 已经对原始值进行了修改,此时值为: B

可以看到并发中的线程Thread-12已经成功的将A修改成B,其他线程Thread-20在某一时刻将B修改成A,而并发中的线程Thread-14又能再次成功的将A修改成B,虽然最终结果是B,但是中途经历了一次被修改的过程,在某些情况下是致使的

解决方案

java中提供了AtomicStampedReference来解决这个问题,它是基于版本或者是一种状态,在修改的过程中不仅对比值,也同时会对比版本号

public class AabProResolve {

    private static final Random RANDOM = new Random();
private static final String B = "B";
private static final String A = "A"; private static final AtomicStampedReference<String> ATOMIC_STAMPED_REFERENCE = new AtomicStampedReference<>(A,0); public static void main(String[] args) throws InterruptedException { final CountDownLatch startLatch = new CountDownLatch(1);
Thread[] threads = new Thread[20]; for (int i=0; i < 20; i++){
threads[i] = new Thread(){ @Override
public void run() {
String oldValue = ATOMIC_STAMPED_REFERENCE.getReference();
int stamp = ATOMIC_STAMPED_REFERENCE.getStamp(); try {
startLatch.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
try {
Thread.sleep(RANDOM.nextInt() & 500);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
if (ATOMIC_STAMPED_REFERENCE.compareAndSet(oldValue, B, stamp, stamp+1)){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ " 已经对原始值: "+oldValue+" 进行了修改,此时值为: "+ ATOMIC_STAMPED_REFERENCE.getReference());
}
}
};
threads[i].start();
}
Thread.sleep(200);
startLatch.countDown(); new Thread(){
@Override
public void run() { try {
Thread.sleep(RANDOM.nextInt() & 200);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
int stamp = ATOMIC_STAMPED_REFERENCE.getStamp();
String oldVal = ATOMIC_STAMPED_REFERENCE.getReference();
while (!ATOMIC_STAMPED_REFERENCE.compareAndSet(
B,
A,stamp, stamp+1)){
stamp = ATOMIC_STAMPED_REFERENCE.getStamp();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() +" 已经将值 "+oldVal+" 修改成原始值: A"); }
}.start(); } }

结果:

Thread-1 已经对原始值: A 进行了修改,此时值为: B
Thread-20 已经将值 B 修改成原始值: A

可以看到并发期间的线程只有Thread-1对A进行了修改,保证了只有一个线程对数据的修改,短暂的并发时间之后的其他线程Thread-20对其修改自然也就没有影响
更多Android架构进阶视频学习请点击:[https://space.bilibili.com/474380680]
参考:https://blog.csdn.net/u013887008/article/details/79784298
https://www.cnblogs.com/javalyy/p/8882172.html

并发编程之CAS(二)的更多相关文章

  1. Java并发编程之CAS二源码追根溯源

    Java并发编程之CAS二源码追根溯源 在上一篇文章中,我们知道了什么是CAS以及CAS的执行流程,在本篇文章中,我们将跟着源码一步一步的查看CAS最底层实现原理. 本篇是<凯哥(凯哥Java: ...

  2. Java并发编程之CAS第三篇-CAS的缺点及解决办法

    Java并发编程之CAS第三篇-CAS的缺点 通过前两篇的文章介绍,我们知道了CAS是什么以及查看源码了解CAS原理.那么在多线程并发环境中,的缺点是什么呢?这篇文章我们就来讨论讨论 本篇是<凯 ...

  3. Java并发编程之CAS第一篇-什么是CAS

    Java并发编程之CAS第一篇-什么是CAS 通过前面几篇的学习,我们对并发编程两个高频知识点了解了其中的一个—volatitl.从这一篇文章开始,我们将要学习另一个知识点—CAS.本篇是<凯哥 ...

  4. Java并发编程之CAS

    CAS(Compare and swap)比较和替换是设计并发算法时用到的一种技术.简单来说,比较和替换是使用一个期望值和一个变量的当前值进行比较,如果当前变量的值与我们期望的值相等,就使用一个新值替 ...

  5. 并发编程之 CAS 的原理

    前言 在并发编程中,锁是消耗性能的操作,同一时间只能有一个线程进入同步块修改变量的值,比如下面的代码 synchronized void function(int b){ a = a + b: } 如 ...

  6. python并发编程之multiprocessing进程(二)

    python的multiprocessing模块是用来创建多进程的,下面对multiprocessing总结一下使用记录. 系列文章 python并发编程之threading线程(一) python并 ...

  7. 并发编程之 Exchanger 源码分析

    前言 JUC 包中除了 CountDownLatch, CyclicBarrier, Semaphore, 还有一个重要的工具,只不过相对而言使用的不多,什么呢? Exchange -- 交换器.用于 ...

  8. 并发编程之J.U.C的第二篇

    并发编程之J.U.C的第二篇 3.2 StampedLock 4. Semaphore Semaphore原理 5. CountdownLatch 6. CyclicBarrier 7.线程安全集合类 ...

  9. 并发编程之 Condition 源码分析

    前言 Condition 是 Lock 的伴侣,至于如何使用,我们之前也写了一些文章来说,例如 使用 ReentrantLock 和 Condition 实现一个阻塞队列,并发编程之 Java 三把锁 ...

随机推荐

  1. ssh远程连接控制 linux 口令、密钥连接

    sshd服务提供两种安全验证的方法: 基于口令的安全验证:经过验证帐号与密码即可登陆到远程主机. 基于密钥的安全验证:需要在本地生成“密钥对”后将公钥传送至服务端,进行公共密钥的比较(相对安全). 首 ...

  2. JPA的入门CRUD

    主要目的: 操作实体类就相当于操作数据库表 建立两个映射关系: 实体类和表的映射关系 实体类中的属性和表中字段的映射关系 不在关注sql语句 常见的orm框架:Mybatis(ibatis).Hibe ...

  3. camunda

    Camunda BPM 用途:   流程管理.流程解决方案 支持语言: java ,nodejs 入门指导:1.https://docs.camunda.org/get-started/quick-s ...

  4. 开启MySQL远程访问权限 允许远程连接(阿里云服务器)、linux关闭防火墙

    1.登陆mysql:mysql -u root -p mysql> show databases; +--------------------+ | Database | +---------- ...

  5. Cocos2d之运行Test项目

    |   版权声明:本文为博主原创文章,未经博主允许不得转载. 1. 打开Test项目 路径为   C:\Dev\cocos2d-x-3.8.1\build 2.设定cpp-tests为启动项(当cpp ...

  6. maven命名

    <dependency> <groupId>org.apache.httpcomponents</groupId> <artifactId>httpcl ...

  7. 深入JAVA虚拟机笔记-垃圾收集器与内存分配策略

    第三章:垃圾收集器与内存分配 问题:1.哪些内存需要回收 2.什么时候回收 3.怎么回收 回收方法区:

  8. RegionServer Splitting Implementation:regionServer 分裂过程分析

    图片: RegionServer Split Process The RegionServer decides locally to split the region, and prepares th ...

  9. Cai_Sublime

    Cai_Sublime Package Control:插件包管理工具 The simplest method of installation is through the Sublime Text ...

  10. 事务管理ACID

    事务是由一组SQL语句组成的逻辑处理单元,事务具有以下4个属性,通常简称为事务的ACID属性. ACID是Atomic(原子性) Consistency(一致性) Isolation(隔离性) Dur ...