Java中cas的实现原理是什么
本文讲解"Java中cas的实现原理是什么"，希望能够解决相关问题。
java提供了三个CAS操作不安全:
compareAndSwapLong compareAndSwapObject compareAndSwapInt () () ()
//Parameter meaning: object, attribute memory offset, attribute expected value, attribute update valuepublic final native boolean compareAndSwapObject(Object var1, long var2, Object var4, Object var5);public final native boolean compareAndSwapInt(Object var1, long var2, int var4, int var5);public final native boolean compareAndSwapLong(Object var1, long var2, long var4, long var6);
抵消:对象在内存中包含对象头和对象实例数据,和对象头占8个字节。对于64位的操作系统,压缩指针占4个字节,所以我们通常说的对象头占12个字节;例如,测试对象,x的偏置是头的对象,也就是说,12个字节,和y的抵消是16
cas操作修改测试类的变量x。
public class CASTest { public static void main(String[] args) {
Test test = new Test();
Unsafe unsafe = UnsafeFactory.getUnsafe(); long xOffset = UnsafeFactory.getFieldOffset(unsafe, Test.class, "x");
System.out.println(xOffset); //12
long yOffset = UnsafeFactory.getFieldOffset(unsafe, Test.class, "y");
System.out.println(yOffset); //16
unsafe.compareAndSwapInt(test, xOffset, 0, 1);
System.out.println(test.x);
}
static class Test { int x; int y;
}
}能保证原子性,但不能保证秩序和可见性。因此,一般来说,可以用于挥发性,以确保线程安全。底层最后执行CAS指令(原子操作修改变量值)和比较期望值与实际值在内存中。如果比较结果相等,返回旧值(期望值),表明CAS操作成功。如果他们是不平等的,在内存返回实际值,表明CAS操作失败。
CAS实现线程安全的操作
public class CASTest { private static int sum = 0; private static CASLock casLock = new CASLock(); public static void main(String[] args) throws InterruptedException { for (int i=0; i<10; i++) { new Thread(() -> { for (;;) { if (casLock.getState() == 0 && casLock.cas()) { try { for (int j = 0; j < 10000; j++) {
sum++;
}
} finally {
casLock.setState(0);
} break;
}
}
}).start();
}
Thread.sleep(2000);
System.out.println(sum);
}
}public class CASLock { private volatile int state = 0; private static final Unsafe UNSAFE; private static final long OFFSET; static {
UNSAFE = UnsafeFactory.getUnsafe();
OFFSET = UnsafeFactory.getFieldOffset(UNSAFE, CASLock.class, "state");
}
public int getState() { return state;
} public void setState(int state) { this.state = state;
} public boolean cas() { return UNSAFE.compareAndSwapInt(this, OFFSET, 0, 1);
}
}原子在jdk类juc下包通过cas是线程安全的。
LongAdder和DoubleAdder原则
在高并发性下,CAS操作将有大量的线程旋转,导致浪费线程资源。为了提高执行效率,V值分为多个变量。多个线程执行CAS操作同时在自己的变量。所有线程完成后执行,所有变量都是积累和统计。它的想法是类似于统计jdk8 ConcurrentHashMap的元素的数量。LongAdder DoubleAdder也实现这个想法。LongAdder定义了基本变量和单元数组变量,初始化并积累单元阵列通过散列,最后积累基础和单元阵列的所有数字的结果。
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