什么是CAS？

在Java中，CAS主要是通過(guò)java.util.concurrent.atomic包下的一些類(lèi)和方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的，下面我們就來(lái)詳細(xì)了解一下CAS及其在Java中的使用。

CAS是一種非阻塞式并發(fā)控制技術(shù)，它主要用于解決多個(gè)線(xiàn)程同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)同一個(gè)共享資源時(shí)可能出現(xiàn)的競(jìng)爭(zhēng)條件問(wèn)題。

為了保證數(shù)據(jù)的一致性和正確性，我們通常需要采取同步機(jī)制來(lái)對(duì)共享資源進(jìn)行加鎖。

但是，傳統(tǒng)的鎖機(jī)制在高并發(fā)場(chǎng)景下會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的性能問(wèn)題，因?yàn)樗芯€(xiàn)程都需要等待鎖的釋放才能進(jìn)行操作，這就會(huì)導(dǎo)致大量線(xiàn)程的阻塞和喚醒，進(jìn)而降低了系統(tǒng)的并發(fā)性能。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，CAS應(yīng)運(yùn)而生。

它是一種無(wú)鎖的同步機(jī)制，可以在不使用鎖的情況下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步和并發(fā)控制。

CAS的核心思想是：在執(zhí)行操作之前，先比較當(dāng)前內(nèi)存中的值是否等于期望值，如果相等，則執(zhí)行修改操作；

如果不相等，則不執(zhí)行修改操作，繼續(xù)進(jìn)行比較，直到內(nèi)存中的值與期望值相等為止。

這個(gè)過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)線(xiàn)程的阻塞和喚醒，因此可以提高系統(tǒng)的并發(fā)性能。

Java中的CAS

在Java中，CAS主要是通過(guò)java.util.concurrent.atomic包下的一些類(lèi)和方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這些類(lèi)和方法提供了一種原子操作的方式，可以保證多個(gè)線(xiàn)程同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)同一個(gè)共享資源時(shí)不會(huì)出現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)條件。

AtomicBoolean

AtomicBoolean類(lèi)表示一個(gè)布爾類(lèi)型的原子變量，它提供了一些原子操作方法

例如compareAndSet、getAndSet、weakCompareAndSet等，可以保證對(duì)該變量的操作是原子的。

下面是一個(gè)示例代碼：

import java.util.concurrent.atomic.AtomicBoolean;
public class AtomicBooleanTest {
    private static AtomicBoolean flag = new AtomicBoolean(false);
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            while (!flag.compareAndSet(false, true)) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": try again");
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": success");
        },"Thread-1");
        Thread t2 = new Thread(() -> {
            while (!flag.compareAndSet(false, true)) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": try again");
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": success");
        },"Thread-2");
        t1.start();
        t2.start();
        t1.join();
        t2.join();
    }
}

在這個(gè)例子中，我們創(chuàng)建了一個(gè)AtomicBoolean類(lèi)型的變量flag，并定義了兩個(gè)線(xiàn)程t1和t2，它們都會(huì)不斷地嘗試將flag的值由false變?yōu)閠rue，直到成功為止。如果兩個(gè)線(xiàn)程同時(shí)嘗試修改flag的值，只有一個(gè)線(xiàn)程能夠獲得成功，另一個(gè)線(xiàn)程會(huì)繼續(xù)嘗試，直到成功為止。

AtomicInteger

AtomicInteger類(lèi)表示一個(gè)整型的原子變量，它提供了一些原子操作方法，例如compareAndSet、getAndSet、incrementAndGet等，可以保證對(duì)該變量的操作是原子的。

下面是一個(gè)示例代碼：

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
public class AtomicIntegerTest {
    private static AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            for (int i = 0;i < 10000; i++) {
                count.incrementAndGet();
            }
        },"Thread-1");
        Thread t2 = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 10000; i++) {
                count.incrementAndGet();
            }
        },"Thread-2");
        t1.start();
        t2.start();
        t1.join();
        t2.join();
        System.out.println("count = " + count.get());
    }
}

在這個(gè)例子中，我們創(chuàng)建了一個(gè)AtomicInteger類(lèi)型的變量count，并定義了兩個(gè)線(xiàn)程t1和t2，它們都會(huì)對(duì)count進(jìn)行一萬(wàn)次的自增操作。由于AtomicInteger提供的incrementAndGet方法是原子的，因此多個(gè)線(xiàn)程同時(shí)對(duì)count進(jìn)行自增操作不會(huì)出現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)條件，最終count的值會(huì)是正確的。

AtomicReference

AtomicReference類(lèi)表示一個(gè)引用類(lèi)型的原子變量，它提供了一些原子操作方法，例如compareAndSet、getAndSet、weakCompareAndSet等，可以保證對(duì)該變量的操作是原子的。

下面是一個(gè)示例代碼：

import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference;
public class AtomicReferenceTest {
    private static class Student{
        private String name;
        private int age;
        public Student(String name, int age) {
            this.name = name;
            this.age = age;
        }
        public String getName() {
            return name;
        }
        public int getAge() {
            return age;
        }
        public void setName(String name) {
            this.name = name;
        }
        public void setAge(int age) {
            this.age = age;
        }
        @Override
        public String toString() {
            return "Student{" +
                    "name='" + name + '\'' +
                    ", age=" + age +
                    '}';
        }
    }
    private static AtomicReference<Student> student = new AtomicReference<>(new Student("張三", 18));
    public static void main(String[] args) {
        Student newStudent = new Student("李四", 20);
        student.compareAndSet(student.get(), newStudent);
        System.out.println(student.get());
    }
}

在這個(gè)例子中，我們創(chuàng)建了一個(gè)AtomicReference類(lèi)型的變量student，并定義了一個(gè)Student類(lèi)型的對(duì)象newStudent。

我們通過(guò)compareAndSet方法將原子變量student的值從原來(lái)的Student對(duì)象修改為newStudent對(duì)象，由于AtomicReference提供的compareAndSet方法是原子的，因此多個(gè)線(xiàn)程同時(shí)對(duì)student進(jìn)行修改操作不會(huì)出現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)條件。

總結(jié)

CAS是一種非阻塞式的并發(fā)控制技術(shù)，它可以在不使用鎖的情況下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步和并發(fā)控制，從而提高系統(tǒng)的并發(fā)性能。

在Java中，CAS主要是通過(guò)java.util.concurrent.atomic包下的一些類(lèi)和方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的，它們提供了一種原子操作的方式，可以保證多個(gè)線(xiàn)程同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)同一個(gè)共享資源時(shí)不會(huì)出現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)條件。

實(shí)際開(kāi)發(fā)中，如果需要對(duì)共享資源進(jìn)行并發(fā)控制，建議優(yōu)先考慮使用CAS技術(shù)。

到此這篇關(guān)于關(guān)于Java中的CAS如何使用的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java中的CAS內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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