CAS知识点收录

线程阻塞非阻塞及原子量碰撞：http://my.oschina.net/bairrfhoinn/blog/167071

 

CAS：Compare and Swap, 翻译成比较并交换

• java.util.concurrent包完全建立在CAS之上的
• java.util.concurrent包中借助CAS实现了区别于synchronized同步锁的一种乐观锁
• Java中CAS主要由sun.misc.Unsafe实现，提供了硬件级别的原子操作
• Java无法直接访问到操作系统底层（如系统硬件等)，因此Java使用native方法来扩展Java程序的功能，具体实现使用c++

Unsafe中关于CAS比较常用的方法：boolean sun.misc.Unsafe.compareAndSwapXXX(Object arg0, long arg1, int arg2, int arg3);

有4个操作数，1.内存值;2.属性偏移量;3.旧的预期值;4.要修改的新值。当且仅当旧的预期值和内存值相同时,将内存值修改为新值,否则什么都不做。

注：compareAndSwapXXX是根据字段偏移量去修改对象的值，其中int是4个字节的偏移量,long是4个字节的偏移量,String是4个字节的偏移量。偏移量与硬件机器有关。

 

Unsafe对象获取：Unsafe的对象不能直接new，要通过反射去获取。以下是获取方法：

private static Unsafe getUnsafeInstance() throws Exception {
	Field theUnsafeInstance = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");
	theUnsafeInstance.setAccessible(true);
	return (Unsafe) theUnsafeInstance.get(Unsafe.class);
}

参考资料：http://www.importnew.com/7844.html

 

以简单的AtomicInteger为例：

public class AtomicInteger extends Number implements java.io.Serializable {
    //...上略
    private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();

    private volatile int value;

    public AtomicInteger(int initialValue) {
        value = initialValue;
    }

    public AtomicInteger() {}

    public final int get() {
        return value;
    }

    public final void set(int newValue) {
        value = newValue;
    }

    public final int getAndSet(int newValue) {
        for (;;) {
            int current = get();
            if (compareAndSet(current, newValue))
                return current;
        }
    }

    public final boolean compareAndSet(int expect, int update) {
	return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);
    }

    //...下略
}

• 使用volatile原语，保证线程间的数据是可见的（共享的）
• unsafe.compareAndSwapInt利用JNI来完成CPU指令的操作，同时借助JNI来完成Java的非阻塞算法（一个线程的失败或者挂起不应该影响其他线程的失败或挂起的算法）

参考资料：http://www.blogjava.net/xylz/archive/2010/07/04/325206.html

 

其他资料：

用AtomicStampedReference解决ABA问题：http://blog.hesey.net/2011/09/resolve-aba-by-atomicstampedreference.html

并发-原子操作的实现原理（CPU层面上的说明）：http://www.searchsoa.com.cn/showcontent_69238.htm