大厂的面试题:什么是CAS?
CAS全称:Compare-And-Swap(比较 and 替换)。
CAS操作是乐观锁的一个实现,而synchronized则是悲观锁的一个实现。乐观锁和悲观锁后面再详细总结。
在日常开发中基本不会直接使用CAS操作,因为这个操作比较复杂,我们一般通过一些JDK封装好的并发工具类,这些类在java.util.concurrent包下,这个包下的工具类很多都用到了CAS操作。
以上就是CAS执行流程,当该线程开始后会先读取要修改的值E的当前值,然后再去执行操作(如自增、自减等),当执行完操作后再去判断当前E值和之前读取到的预期值A是否相同,如果不相同则再次获取当前值E继续以上流程,直到当前值与预期值相同,才会对当前值E做出修改,修改成功后该线程CAS操作结束。
以上CAS操作执行过程中又会引出一个新问题:ABA问题。
ABA问题
什么是ABA问题?
如果当前的值被修改多次后又改回了之前的预期值。即原值为A,被其他线程改为B后又被改为A。此时如果继续按照当前值与预期值的比较,结果肯定是符合修改的数据的条件,会把其他线程提交上来的数据覆盖掉,这就是ABA问题。
解决方法:给当前值E加一个版本号,每次被修改之后就版本号 1。这时,当前值与版本号搭配起来就不会出现ABA问题了。
CAS底层
java.util.concurrent包下工具类最底层是使用汇编语言实现,也就是机器语言,汇编语言使用lock cmpxchg
指令,对当前值加锁并修改。防止在CAS操作中进行比较后,还没进行修改时E被其他线程修改,导致比较时候是没有变化,在赋值的时候被其他线程修改,防止覆盖其他线程修改后的数据。
其中lock
命令的作用是在当前CPU或线程在比较修改当前值的时候,其他线程不能打断。
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