CAS算法

一、i++ 的原子性问题:int i=i++ 的操作实际上分为三个步骤“读-改-写”

第一步:int temp = i;
第二步:i = i + 1;
第三步:i = temp;

二、原子变量:在 java.util.concurrent.atomic 包下提供了一些原子变量。
  1. volatile 保证内存可见性
  2. CAS(Compare-And-Swap) 算法保证数据变量的原子性。CAS 算法是硬件对于并发操作的支持,CAS 包含了三个操作数:
  • 内存值 V
  • 预估值 A
  • 更新值 B
当且仅当 V == A 时, V = B; 否则,不会执行任何操作。

A、多线程操作,保证内存变量原子性的示例代码

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class TestAtomicDemo {

    public static void main(String[] args) {
//      int  i = 1;
//      i = i++;
//      System.out.println(i);  
//              输出1
        
        AtomicDemo ad = new AtomicDemo();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(ad).start();
        }
    }
    
}

class AtomicDemo implements Runnable{
    
    //  当多线程操作时,volatile关键字无法保证原子性
    //  private volatile int serialNumber = 0;
    
    private AtomicInteger serialNumber = new AtomicInteger(0);

    @Override
    public void run() {
        
        try {
            Thread.sleep(200);
        } catch (InterruptedException e) {
        }
        
        System.out.println(getSerialNumber());
    }
    
    public int getSerialNumber(){
//      return serialNumber++;
        
        return serialNumber.getAndIncrement();
    }
    
}

B、模拟 CAS 算法的示例代码

public class TestCompareAndSwap {

    public static void main(String[] args) {
        final CompareAndSwap cas = new CompareAndSwap();
        
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(new Runnable() {
                
                @Override
                public void run() {
                    
                    int expectedValue = cas.get();
                    boolean b = cas.compareAndSet(expectedValue, (int)(Math.random() * 101));
                    System.out.println(b);
                    
                }
            }).start();
        }
        
    }
    
}

class CompareAndSwap{
    private int value;
    
    //获取内存值
    public synchronized int get(){
        return value;
    }
    
    //比较
    public synchronized int compareAndSwap(int expectedValue, int newValue){
        int oldValue = value;
        
        if(oldValue == expectedValue){
            this.value = newValue;
        }
        
        return oldValue;
    }
    
    //设置
    public synchronized boolean compareAndSet(int expectedValue, int newValue){
        return expectedValue == compareAndSwap(expectedValue, newValue);
    }
}


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