CAS机制

发布时间 2023-09-25 16:28:51作者: 星流残阳

CAS机制(Compare And Swap,简称CAS)是一种提供原子操作的同步机制,它通过在变量前后比较并替换来保证线程安全。
CAS机制包含三个操作数:

  1. 内存位置(V):主内存中要被操作的变量的值(一般是内存的地址值,通过地址获得值)。
  2. 预期值(A):工作内存中共享变量的副本值。
  3. 更新值(B):需要将共享变量更新到的最新值B

CAS的核心是在将B值写入到V之前要比较A值和V值是否相同,如果不相同证明此时V值已经被其他线程改变。即当且仅当V的值等于预期值A时,才将V的值更新为B。否则,不会执行任何操作。
CAS机制是一种高效的实现线程同步的方法,因为它避免了使用互斥锁或其他复杂的同步机制,因此可以提高程序的性能。
优点:

  1. 可以保证变量操作的原子性;
  2. 并发量不是很高的情况下,使用CAS机制比使用锁机制效率更高;
  3. 简单易用:CAS机制仅需要读写共享变量一次,因此使用起来非常简单,而且不会出现死锁或资源竞争的问题。

缺点:

  1. 不能保证代码块的原子性:CAS机制只能保证一个共享变量的原子操作,如果要保证多个共享变量的原子操作,只能使用锁。
  2. ABA问题:CAS在操作的时候会检查变量的值是否被更改过,如果没有则更新值,但是带来一个问题,最开始的值是A,接着变成B,最后又变成了A。经过检查这个值确实没有修改过,因为最后的值还是A,但是实际上这个值确实已经被修改过了。解决ABA问题的方法是在变量前面添加版本号,每次变量更新时增加版本号,这样即使出现ABA问题,也能检测出来。

总结:CAS机制是一种高效且易用的原子操作,但是它只能保证单个共享变量的原子操作,如果要保证多个共享变量的原子操作,只能使用锁。如果需要解决ABA问题,可以在变量前面添加版本号进行检测。