Android 线程安全（二）CAS

刺骨的言语ヽ痛彻心扉 2022-01-23 05:45 263阅读 0赞

## CAS ##

java中CAS （Compare-and-Swap），比较替换，利用交换指令CMPXCHG来实现，能够保证操作的原子性

public final boolean compareAndSet(int expect, int update)  
参数 （旧值，新值）  
旧值用于校验是否是期待的值，是就能替换成功，不是则失败，可以继续重试来更新。java中自旋锁就是通过循环替换markwork指向来实现的，，线程不会挂起，提高了效率

private int counts = 0;
        private AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(0);
    
        private void testCAS() {
            List<Thread> threadList = new ArrayList<>();
            for (int i = 0; i < 1000; i++) {
                Thread thread = new Thread(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
                            count();
                            safeCount();
                        }
                    }
                });
                threadList.add(thread);
            }
    
            for (Thread thread : threadList) {
                thread.start();
            }
            for (Thread thread : threadList) {
                try {
                    thread.join();  // 挂起测试线程 ,测试线程等所有计数线程执行完毕才会输出结果
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
    
            Log.i("qinxue", "counts: " + counts);
            Log.i("qinxue", "atomicInteger: " + atomicInteger.get());
        }
    
        private void count() {
            counts++;
        }
    
        private void safeCount() {
            int oldValue = atomicInteger.get();	//原子操作，可看源码 volatile 的。
            for (; ; ) {
                boolean r = atomicInteger.compareAndSet(oldValue, ++oldValue);	//循环尝试更新
                if (r) {
                    break;
                }
            }
        }

结果

counts: 9633822
    atomicInteger: 10000000

counts 由于++不是原子性操作，count也没有volatile修饰，各个线程修改后同步到内存，有出现错误。例如2个线程缓存了主存的100，都变成101同步到主存，本来主存应该是102的，现在就出现了错误，正如结果小于10000000  
atomicInteger： 1volatile修饰，读取、写入值时是安全的， 2、CAS是原子的，如果在读取到CAS这时间里，别的线程CAS了，本线程的CAS会失败。重试就好了，保证了数据的正确性。  
问题  
1、ABA问题，例如其他线程修改了1变为2又变回1，本线程CAS没有察觉到起始此值已经变化过了，JDK的AtomicStampedReference解决了这个问题，给值添加了版本号。保证不出现ABA。  
2、性能消耗，线程不挂起，无效自旋肯定消耗性能的。  
3、只能保证一个变量原子性，不如加锁自由。