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CAS也是鎖

Flands 發布于2019-08-16 18:26 / 2907人閱讀

摘要：先比較，發現與預期一致，說明沒有其他線程改動過，于是就交換如果不一致說明改動過，就再來一次，如此往復。所謂無鎖是在層面上沒有鎖，但其實在操作系統的指令層面是加了鎖的。這個鎖比上的鎖性能好很多。

CAS（CompareAndSwap）顧名思義比較再交換。先比較，發現與預期一致，說明沒有其他線程改動過，于是就交換；如果不一致說明改動過，就再來一次，如此往復。

int prev, next;
do {
    prev = get();
    next = accumulatorFunction.applyAsInt(prev, x);
} while (!compareAndSet(prev, next));
return next;

這是一種自旋的方式保證線程安全，可是compareAndSet這個比較再交換是原子的嗎？先比較發現與預期一致了，準備交換的時候另一個線程來改了怎么辦？
點進去看源碼：

public final boolean compareAndSet(int expect, int update) {
    return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);
}

這個unsafe的方法都是native方法，

public final native boolean compareAndSwapInt(Object var1, long var2, int var4, int var5);

只能打開openJDK看源碼了

UNSAFE_ENTRY(jboolean, Unsafe_CompareAndSwapInt(JNIEnv *env, jobject unsafe, jobject obj, jlong offset, jint e, jint x))
  UnsafeWrapper("Unsafe_CompareAndSwapInt");
  oop p = JNIHandles::resolve(obj);
  jint* addr = (jint *) index_oop_from_field_offset_long(p, offset);
  return (jint)(Atomic::cmpxchg(x, addr, e)) == e;
UNSAFE_END

核心方法是cmpxchg方法

inline jint     Atomic::cmpxchg    (jint     exchange_value, volatile jint*     dest, jint     compare_value) {
  // alternative for InterlockedCompareExchange
  int mp = os::is_MP();
  __asm {
    mov edx, dest
    mov ecx, exchange_value
    mov eax, compare_value
    LOCK_IF_MP(mp)
    cmpxchg dword ptr [edx], ecx
  }
}

原來LOCK_IF_MP這里加了鎖，才保證了原子性。所謂“無鎖”是在Java層面上沒有鎖，但其實在操作系統的CPU指令層面是加了鎖的。這個鎖比java上的鎖性能好很多。

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