CAS和AQS

CAS(Compare And Swap)，即比较并交换。是解决多线程并行情况下使用锁造成性能损耗的一种机制，CAS操作包含三个操作数——内存位置（V）、预期原值（A）和新值(B)。如果内存位置的值与预期原值相匹配，那么处理器会自动将该位置值更新为新值。否则，处理器不做任何操作。无论哪种情况，它都会在CAS指令之前返回该位置的值。CAS有效地说明了“我认为位置V应该包含值A；如果包含该值，则将B放到这个位置；否则，不要更改该位置，只告诉我这个位置现在的值即可。

 

CAS典型应用

 

java.util.concurrent.atomic 包下的类大多是使用CAS操作来实现的(eg. AtomicInteger.java,AtomicBoolean,AtomicLong)。下面以 AtomicInteger.java 的部分实现来大致讲解下这些原子类的实现。

 1 public class AtomicInteger extends Number implements java.io.Serializable {
 2     private static final long serialVersionUID = 6214790243416807050L;
 3  
 4     // setup to use Unsafe.compareAndSwapInt for updates
 5     private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();
 6  
 7     private volatile int value;// 初始int大小
 8     // 省略了部分代码...
 9  
10     // 带参数构造函数，可设置初始int大小
11     public AtomicInteger(int initialValue) {
12         value = initialValue;
13     }
14     // 不带参数构造函数,初始int大小为0
15     public AtomicInteger() {
16     }
17  
18     // 获取当前值
19     public final int get() {
20         return value;
21     }
22  
23     // 设置值为 newValue
24     public final void set(int newValue) {
25         value = newValue;
26     }
27  
28     //返回旧值，并设置新值为　newValue
29     public final int getAndSet(int newValue) {
30         /**
31         * 这里使用for循环不断通过CAS操作来设置新值
32         * CAS实现和加锁实现的关系有点类似乐观锁和悲观锁的关系
33         * */
34         for (;;) {
35             int current = get();
36             if (compareAndSet(current, newValue))
37                 return current;
38         }
39     }
40  
41     // 原子的设置新值为update, expect为期望的当前的值
42     public final boolean compareAndSet(int expect, int update) {
43         return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);
44     }
45  
46     // 获取当前值current，并设置新值为current+1
47     public final int getAndIncrement() {
48         for (;;) {
49             int current = get();
50             int next = current + 1;
51             if (compareAndSet(current, next))
52                 return current;
53         }
54     }
55  
56     // 此处省略部分代码，余下的代码大致实现原理都是类似的
57 }

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