CAS底层原理分析

目录

CAS底层原理

getAndIncrement（）

 unsafe类

AtomicInteger类 

CAS是什么 

CAS底层具体实现

第一步

第二步

第三步

第四步

CAS总结:

CAS 优缺点

---

CAS是什么？:英文解释：比较并交换

public static void main(String[] args) {
        AtomicInteger atomicInteger=new AtomicInteger(5);


        out.println(atomicInteger.compareAndSet(5,2019)+" current data :"+atomicInteger.get());
        out.println(atomicInteger.compareAndSet(5,1024)+" current data :"+atomicInteger.get());

    }

 

CAS底层原理

 

getAndIncrement（）

 

 public final int getAndIncrement() {
        return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, 1);
    }

this.表示当前对象

valueOffSet：内存偏移量（也就是内存地址），因为Unsafe也是根据内存偏移量地址来获取数据的。

 

 unsafe类

所在位置

AtomicInteger类 

变量value用volatile修饰，保证了多线程之间内存可见性。

       Unsafe是CAS的核心类，由于Java无法直接访问底层系统，需要通过本地（native）方法来访问，Unsafe相当于一个后门，基于该类可以直接操作特定内存的数据，Unsafe类是位于sun.misc包中，其内部方法操作可以像C的指针一样直接操作内存，所以Java中CAS操作的执行依赖于Unsafe类的方法。

     注意：Unsafe类中的所有方法都是native修饰的，也就是说Unsafe类中的方法都直接操作系统底层资源执行相应的任务。

 

CAS是什么 

CAS的全称是Compare-And-Swap ,它是一条CPU并发原语。

他的功能是判断内存某个位置的值是否为预期值，如果是则改为新的值，这个过程是原子的

CAS并发原语现在Java语言中就是sun.misc.Unsafe类的各个方法，调用Unsafe类中的CAS方法，JVM会帮我们实现CAS汇编指令，这是一种完全依赖硬件的功能，通过它实现了原子操作，由于CAS是一种系统原语，原语属于操作系统用语范畴，是由于诺干条指令组成的，用于完成某个功能的一个过程，并且原语的执行必须是连续的，在执行过程中不允许被中断，也就是说CAS是一条CPU原子指令，不会造成所谓的数据不一致问题。

CAS底层具体实现

参数解释：

var5：主物理内存的值

Var1：AtomicInteger对象本身

Var2：当前对象该内存地址的值

var4：需要加上的值

Var2和var5相等就进行var5+var4操作

 

代码解析：

第一步

第二步

拷贝主物理内存的值到当前线程内存

 

第三步

第四步

如果修改成功则退出while循环

 

CAS总结:

比较当前线程中的值和主内存中的值是否一样，如果一样则执行规定操作，否则一直比较，直到主内存和工作内存的值一样为止。

 

CAS 优缺点

 

循环时间长开销大

只能保证一个共享变量的原子操作

ABA问题