Java并发编程之CAS第一篇-什么是CAS

Java并发编程之CAS第一篇-什么是CAS

经过前面几篇的学习，咱们对并发编程两个高频知识点了解了其中的一个—volatitl。从这一篇文章开始，咱们将要学习另外一个知识点—CAS.本篇是《凯哥并发编程学习》系列之《CAS系列》教程的第一篇：什么是CAS。

本文主要内容：

生活中举例；CAS定义；CAS代码演示。

一：生活中的例子

在电影《智取威虎山》中，杨子荣进入威虎山的时候，土匪说：天王盖地虎，杨子荣对：宝塔镇河妖。相似这样的黑话，几个土匪和杨子荣对过以后，座山雕，三爷才发话：这么说，你是徐旅长的人了。相信电影中这段对黑话，你们都看过。有没有感受很过瘾呢？那么问题来了，为何几我的对过黑话以后，就能肯定来者身份呢？由于在那个时候，占山为王，各个山头都有老大，可是又要和其余山头交流，不能用明话来讲。因而你们就编了一些黑话。根据黑话不一样，来确认对方的身份。

这个过程若是站在计算机多线程并发编程角度来理解的话，能够这么来理解。黑话库就是主内存中变量杨子荣和其余土F是不一样的线程。，他们之间的黑话就是各自从主内存复制的变量副本。当T匪A(也就是线程A)：天王盖地虎是本身的副本的数据，想要更新为：宝塔镇河妖。当杨子荣回答后，T匪A就拿着，天王盖地虎,宝塔镇河妖，这句话和黑话库(主内存)对比，对比上，则说明杨子荣说的对。容许接下来对话。若是这个很差理解的话，咱们在举个例子。

修改登录密码，这个你们都操做过吧。不管是各个APP仍是各地网站都支持修改密码。那么修改密码的三要素是什么你们知道吗：数据库存储的原秘密；用户输入的原秘密；以及将要更新的密码。数据存储的原秘密(主内存)，用户输入的原秘密(线程副本)。当数据库中存储的和用户输入的原密码对比相同的时候，才能够将原密码更新为新密码。不然就不能更新。

从上面两个例子咱们能够看到，要想成功，须要三个变量：主内存变量值、线程本身工做区副本值以及要更新的数据值。若是有了上面三个概念，咱们就来看看什么是CAS

二：什么是CAS

CAS定义：

CAS：Compare and Swap 三个字母的缩写。

是什么意思呢？Compare：比较 Swap：交换。因此CAS即为：比较并交换的意思。

须要注意：and 是并的意思。在逻辑运算中，并的意思：只有都成立了才能够执行下面操做。

那么在Java并发中为何会大量的使用到CAS呢？

那是由于CAS是无锁的一种算法。为了解决多线程并行(并发)状况下使用锁的话，性能消耗的一种机制。

CAS操做流程：

CAS操做包含了三个操做数据。分别是：主内存数据值或主内存位置（V）、线程工做区副本更新前的数据值或者是预期值(A)以及要更新成的新值（B）。

操做流程：

线程M在更新的共享变量的时候，会拿着本身工做区变量副本A的值,假设是1，将要更新的值B。假设是2.去更新主内存共享变量V的时候，会先拿着V和A比较。若是V==A的时候，才会将主内存V的值换成B。不然就会从新获取主内存的值，进行自旋操做，知道成功位置。

简单理解：我(线程M，工做区值为A)认为主内存V中的共享变量值是（包含）A，若是 V的值是A，那么就将B替换V。若是不是，就不更新V的值，只要告诉我V的最新值。我本身自旋操做，本身玩。

三：CAS代码演示

咱们知道在JUC下，有个原子包，就在atomic包下，咱们用来演示CAS代码就用AtomicInteger这个类来演示。代码以下图：

问题：

在12和13行，运行后的结果是什么呢？

true 运行后。当前i的值为：2020

false 运行后。当前i的值为：2020

为何会是这样呢？

运行结果分析

咱们来分析：

在11行的时候，声明了变量i.并赋值为1(即V)，而后第12行，拿着预期值1(即A),和将要更新的值2020(即B).进行CAS以后，由于1==1也就是V==A。这个中状况下，就会把2020从新赋值给V。因此，第12行输出的就是true和2020；

在第13行假设是线程2来访问。线程2本身工做空间变量副本依然是1，更行值是1024.这个时候进行CAS的时候，由于如今主内存V的值是2020，因此2020 != 1也就是V != A。这个时候，V的值不能被更新，因此第13行输出的是就是false和2020.

在看下面：

问题：第14行输出的是什么呢 ？

咱们来看看运行结果：

为何呢？你们能够尝试这去分析分析。（PS:提示，看看上文CAS定义和CAS操做流程来分析）。

在下一节中，凯哥(凯哥Java:kaigejava)将和你们唠唠CAS的原理。为何，若是不加锁的话，volatile不能保证原子性，可是atomic包下的类就能够保证原子性呢？咱们从AtomicInteger源码追根溯源吧。