本次内容主要讲原子操作的概念.原子操作的实现方式.CAS的使用.原理.3大问题及其解决方案,最后还讲到了JDK中经常使用到的原子操作类. 1.什么是原子操作? 所谓原子操作是指不会被线程调度机制打断的操作,这种操作一旦开始,就一直运行到结束,中间不会有任何线程上下文切换.原子操作可以是一个步骤,也可以是多个操作步骤,但是其顺序不可以被打乱,也不可以被切割而只执行其中的一部分.我们常用的i++看起来虽然简单,但这并不是一个原子操作,具体原理后面单独介绍.假定有两个操作A和B,如果从执行A的线程来看…

什么是原子操作 不可被中断的一个或者一系列操作 实现原子操作的方式 Java可以通过锁和循环CAS的方式实现原子操作 CAS( Compare And Swap )  为什么要有CAS? Compare And Swap就是比较并且交换的一个原子操作,由Cpu在指令级别上进行保证. 为什么要有CAS:因为通过锁实现原子操作时,其他线程必须等待已经获得锁的线程运行完以后才能获得资源,这样就会占用系统的大量资源 CAS包含哪些参数? CAS包含三个参数:1.变量所在内存地址V:2.变量对应的值A:3…

1. 悲观锁与乐观锁 我们都知道,cpu是时分复用的,也就是把cpu的时间片,分配给不同的thread/process轮流执行,时间片与时间片之间,需要进行cpu切换,也就是会发生进程的切换.切换涉及到清空寄存器,缓存数据.然后重新加载新的thread所需数据.当一个线程被挂起时,加入到阻塞队列,在一定的时间或条件下,在通过notify(),notifyAll()唤醒回来.在某个资源不可用的时候,就将cpu让出,把当前等待线程切换为阻塞状态.等到资源(比如一个共享数据)可用了,那么就将线程唤醒,…

在JDK 5之前Java语言是靠synchronized关键字保证同步的,这会导致有锁 锁机制存在以下问题: (1)在多线程竞争下,加锁.释放锁会导致比较多的上下文切换和调度延时,引起性能问题. (2)一个线程持有锁会导致其它所有需要此锁的线程挂起. (3)如果一个优先级高的线程等待一个优先级低的线程释放锁会导致优先级倒置,引起性能风险. volatile是不错的机制,但是volatile不能保证原子性.因此对于同步最终还是要回到锁机制上来. 独占锁是一种悲观锁,synchronized就是一种…

在JDK 5之前Java语言是靠synchronized关键字保证同步的,这会导致有锁 锁机制存在以下问题: (1)在多线程竞争下,加锁.释放锁会导致比较多的上下文切换和调度延时,引起性能问题. (2)一个线程持有锁会导致其它所有需要此锁的线程挂起. (3)如果一个优先级高的线程等待一个优先级低的线程释放锁会导致优先级倒置,引起性能风险. volatile是不错的机制,但是volatile不能保证原子性.因此对于同步最终还是要回到锁机制上来. 独占锁是一种悲观锁,synchronized就是一种…

原子操作类简介 由于synchronized是采用的是悲观锁策略,并不是特别高效的一种解决方案. 实际上,在J.U.C下的atomic包提供了一系列的操作简单,性能高效,并能保证线程安全的类去 更新基本类型变量,数组元素,引用类型以及更新对象中的字段类型. atomic包下的这些类都是采用的是乐观锁策略去原子更新数据,在Java中则是使用CAS操作具体实现. CAS 随着硬件指令集的发展,我们可以使用基于冲突检测的乐观并发策略: 先进行操作,如果没有其它线程争用共享数据,那操作就成功了,否则采取…

一:锁机制存在的性能问题? 在JDK 5之前Java语言是靠synchronized关键字保证同步的,这会导致有锁(后面的章节还会谈到锁). 锁机制存在以下问题:(1)在多线程竞争下,加锁.释放锁会导致比较多的上下文切换和调度延时,引起性能问题. (2)一个线程持有锁会导致其它所有需要此锁的线程挂起. (3)如果一个优先级高的线程等待一个优先级低的线程释放锁会导致优先级倒置,引起性能风险. 二:volatile的原子性问题? (1)volatile是不错的机制,但是volatile不能保证原子性…

synchronized / Lock / CAS synchronized和Lock实现的同步锁机制,都属于悲观锁,而CAS属于乐观锁 悲观锁在高并发的场景下,激烈的锁竞争会造成线程阻塞,而大量阻塞线程会导致系统的上下文切换,增加系统的性能开销 乐观锁 乐观锁:在操作共享资源时,总是抱着乐观的态度进行,认为自己能够完成操作 但实际上,当多个线程同时操作一个共享资源时,只有一个线程会成功,失败的线程不会被挂起,仅仅只是返回 乐观锁相比于悲观锁来说,不会带来死锁.饥饿等活性故障问题,线程间的相互影…

1. 原子更新基本类型类 2. 原子更新数组 3. 原子更新引用 4. 原子更新属性 5. txt java 原子操作类Atomic 概述 java.util.concurrent.atomic里的原子操作类提供了线程安全地更新一个变量的方式 4大类型13个原子操作类 基本类型类 AtomicBoolean AtomicInteger AtomicLong 数组 AtomicIntegerArray AtomicLongArray AtomicReferenceArray 引用 AtomicRe…

一.CAS是什么? 比较并交换,它是一条CPU并发原语. CAS是一种无锁算法,CAS有3个操作数,内存值V,旧的预期值A,要修改的新值B.当且仅当预期值A和内存值V相同时,将内存值V修改为B,否则什么都不做. java.util.concurrent.atomic中的AtomicXXX,都使用了这些底层的JVM支持为数字类型的引用类型提供一种高效的CAS操作,在java.util.concurrent中的大多数类在实现时都直接或间接的使用了这些原子变量类. 原语属于操作系统用语范畴,是由若干条…

在 java 多线程编程中经常说的就是:“原子操作(atomic operation) 不需要 synchronized”. 原子操作指的是不会被线程调度机制打断的操作:这种操作一旦开始,就一直运行到结束,中间不会有任何 context switch(切换到另一个线程). 定义如果这个操作所处的层(layer)的更高层不能发现其内部实现与结构,那么这个操作就是一个原子操作. 原子操作可以是一个步骤,也可以是多个操作步骤,但是其顺序不可以被打乱,也不可以被切割而只执行其中的一部分,将整个操作视作一…

一.原子操作 syn基于阻塞的锁的机制,1.被阻塞的线程优先级很高,2.拿到锁的线程一直不释放锁怎么办?3.大量的竞争,消耗cpu,同时带来死锁或者其他安全. CAS的原理 CAS(Compare And Swap),指令级别保证这是一个原子操作 三个运算符:  一个内存地址V,一个期望的值A,一个新值B 基本思路:如果地址V上的值和期望的值A相等,就给地址V赋给新值B,如果不是,不做任何操作. 循环(死循环,自旋)里不断的进行CAS操作 CAS的问题 A--->B---->A,版本号:   …

原文地址:http://www.infoq.com/cn/articles/atomic-operation 1. 引言 原子(atom)本意是“不能被进一步分割的最小粒子”,而原子操作(atomic operation)意为"不可被中断的一个或一系列操作" .在多处理器上实现原子操作就变得有点复杂.本文让我们一起来聊一聊在Intel处理器和Java里是如何实现原子操作的. 2. 术语定义 术语 英文 解释 缓存行 Cache line 缓存的最小操作单位 比较并交换 Compare…

当程序更新一个变量时,如果是多线程同时更新这个变量,可能得到的结果与期望值不同.比如:有一个变量i,A线程执行i+1,B线程也执行i+1,经过两个线程的操作后,变量i的值可能不是期望的3,而是2.这是因为,可能在A线程和B线程执行的时候拿到的i的值都是1,这就是线程不安全的更新操作,通常我们会使用synchronized来解决这个问题,synchronized能保证多线程不会同时更新变量i. 从java1.5开始,jdk提供了java.util.concurrent.atomic包,这个包中的原…

[CAS机制] 指的是CompareAndSwap或CompareAndSet,是一个原子操作,实现此机制的原子类记录着当前值的在内存中存储的偏移地址,将内存中的真实值V与旧的预期值A做比较,如果不一致则说明内存中的值被其他线程修改过了,返回false,否则将新值B存入内存. Java内部是使用本地调用类unsafe实现的. Java原子类底层原理就是采用CAS机制. 可能会出现什么问题 aba问题: 线程1取出A之后被阻塞了,此时线程2把内存中A改为B,一系列操作后又改为A,此时线程1恢复执行…

java Unsafe工具类提供了一个方法 public final native boolean compareAndSwapObject(Object var1, long var2, Object var4, Object var5); 这个就是一个cas操作,原子操作.比较var1, 在var2偏移即offset位置的值是否为var4.如果是var4,更新为var5,返回true.否则,不做更新返回false 最近,听同事说了cas用到项目里面,感觉高大上.学习了一下,包装了一个cas整…

大纲: cas atomic 一.cas cas:compareAndSwap,一种乐观锁. cas思想:cas需要三个值,v是内存值,e是期望值,n是要修改的值.当内存中的值v等于预期值e(说明内存中的值没有被其他线程修改).才可以修改v为n. cas伪代码 boolean cas(int v,int e,int n){ if(v==e){ v=n; return true; }else { return false; }} cas是unsafe类中的native方法,是原子操作,保证线程安全…

本文整理自<Java并发编程的艺术>第二章 作者:方腾飞 魏鹏 程晓明 原子(atomic)本意是“不能被进一步分割的最小粒子”,而原子操作(atomic operation)意为“不可被中断的一个或一系列操作”.在多处理器上实现原子操作就变得有点复杂.让我们一起来聊一聊在Intel处理器和Java里是如何实现原子操作的. 术语定义 在了解原子操作的实现原理前,先要了解一下相关的术语: 术语名称 英文 解释 缓存行 Cache line 缓存的最小操作单位 比较并交换 Compare and…

当程序更新一个变量时,如果是多线程同时更新这个变量,可能得到的结果与期望值不同.比如:有一个变量i,A线程执行i+1,B线程也执行i+1,经过两个线程的操作后,变量i的值可能不是期望的3,而是2.这是因为,可能在A线程和B线程执行的时候拿到的i的值都是1,这就是线程不安全的更新操作,通常我们会使用synchronized来解决这个问题,synchronized能保证多线程不会同时更新变量i. 从java1.5开始,jdk提供了java.util.concurrent.atomic包,这个包中的原…

本文讲解CAS机制,主要是因为最近准备面试题,发现这个问题在面试中出现的频率非常的高,因此把自己学习过程中的一些理解记录下来,希望能对大家也有帮助. 什么是悲观锁.乐观锁?在java语言里,总有一些名词看语义跟本不明白是啥玩意儿,也就总有部分面试官拿着这样的词来忽悠面试者,以此来找优越感,其实理解清楚了,这些词也就唬不住人了. synchronized是悲观锁,这种线程一旦得到锁,其他需要锁的线程就挂起的情况就是悲观锁. CAS操作的就是乐观锁,每次不加锁而是假设没有冲突而去完成某项操作,如果因…

一.CAS 概念 CAS ,全称 Compare And Swap(比较与交换),解决多线程并行情况下使用锁造成性能损耗的一种机制. 实现思想 CAS(V.A.B) ,V为内存地址,A为预期原值,B 为新值.如果内存地址的值与预期原址相匹配,那么将该位置值更新为新值.否则说明已经被其他线程更新,处理器不做任何处理. 无论哪种情况,它都会在 CAS 指令之前返回该位置的值.而我们可以使用自旋锁,循环CAS ,重新读取该变量再次尝试修改该变量,也可以放弃操作 CAS操作由处理器提供支持,是一种原语.…

CAS:什么是 CAS 机制?cas目的是实现原子操作解释一下:"原子操作(atomic operation)是不需要synchronized",这是多线程编程的老生常谈了.所谓原子操作是指不会被线程调度机制打断的操作:这种操作一旦开始,就一直运行到结束,中间不会有任何 context switch (切 [1] 换到另一个线程). 这是百度百科的解释意思就是这个状态不会被中间态打断,例如银行转账机制,一个账号扣钱了,收钱账户也一定要收钱,不能中断在java中原子操作 用于多线程的操作…

一.概念, 基于处理器指令,把比较和交换合成一个指令完成,保证了原子性: 因为是针对一个内存地址值的,一个内存地址指向一个变量,所以只对一个共享变量能保证原子性: 二.原子操作类 锁只有synchronized和显示锁: cas不是锁,是处理器指令原子操作: 多线程下的cas原子操作,只会有一个线程操作成功: 1. 1. 2.用原子操作类对该引用类对象包装 不是版本戳引用原子操作类,原子操作类的对象中,直接将对应地址值赋予期望值作为新值: 原子操作类包装值是变成了期望值,原子操作类包装的引用对象…

一.何谓Atomic? Atomic一词跟原子有点关系,后者曾被人认为是最小物质的单位.计算机中的Atomic是指不能分割成若干部分的意思.如果一段代码被认为是Atomic,则表示这段代码在执行过程中,是不能被中断的.通常来说,原子指令由硬件提供,供软件来实现原子方法(某个线程进入该方法后,就不会被中断,直到其执行完成) 在x86 平台上,CPU提供了在指令执行期间对总线加锁的手段.CPU芯片上有一条引线#HLOCK pin,如果汇编语言的程序中在一条指令前面加上前缀"LOCK",经过…

什么是CAS? CAS是Compare And Swap的简称.在Java中有很多实现,比如compareAndSwapObject()方法,或者compareAndSwapInt()方法等.多用在包java.util.concurrent.atomic下的类中来实现原子性的操作.这里主要是结合compareAndSwapInt()方法介绍一下CAS的核心思想以及一些问题. 什么是原子性? 对于原子,相信学过化学的都知道,化学反应到最后不可分割的是原子.如果把我们的系统各个线程比作各种各样的化学…

Java中有那么一些类,是以Atomic开头的.这一系列的类我们称之为原子操作类.以最简单的类AtomicInteger为例.它相当于一个int变量,我们执行Int的 i++ 的时候并不是一个原子操作.而使用AtomicInteger的incrementAndGet却能保证原子操作.具体的类如下: 闲话不多说,还是用实例说话吧. 问题:现在有2个线程,分别将全局整型变量 i 进行加1.每个线程执行5000次.按照传统的int使用方式,代码如下: private static int m = 0;…

上文中,guava代码中就用到了,在这里再专门捋一下 部分内容源自: https://www.jianshu.com/p/712681f5aecd https://www.yiibai.com/java_concurrency/concurrency_atomiclong.html AtomicReferenceArray<ReferenceEntry<K, V>> 根据变量类型的不同,Atomic包中的这12个原子操作类可以分为4种类型: ①原子更新基本类型:AtomicBool…

一.前言 了解CAS,首先要清楚JUC,那么什么是JUC呢?JUC就是java.util.concurrent包的简称.它有核心就是CAS与AQS.CAS是java.util.concurrent.atomic包的基础,如AtomicInteger.AtomicBoolean.AtomicLong等等类都是基于CAS. 什么是CAS呢?全称Compare And Swap,比较并交换.CAS有三个操作数,内存值V,旧的预期值E,要修改的新值N.当且仅当预期值E和内存值V相同时,将内存值V修改为N…

在Java多线程并发的情况下同时对一个变量进行操作会出现线程安全的问题,假如我们现在使用20个线程对一个变量不停累加1,代码如下: 1 public class ThreadDemo implements Runnable { 2 private int num = 0; 3 @Override 4 public void run() { 5 try { 6 Thread.sleep(1000); 7 } catch (InterruptedException e) { 8 e.printSta…

CAS是什么? CAS英文解释是比较和交换,是cpu底层的源语,是解决共享变量原子性实现方案,它定义了三个变量,内存地址值对应V,期待值E和要修改的值U,如下图所示,这些变量都是在高速缓存中的,如果两个线程A,B分别通过cas方式同时修改共享变量,假设当A线程先获取时间片,如果发现V的值和E相等就将主内存值更新为U,如果不相等说明线程B在线程A更新之前已经成功更新过,线程A会失败重试,此时根据缓存一致性协议,线程A的本地副本会失效,需要从主内存再同步最新的变量到本地内存副本,在Java中通过调用…