使用Java怎么實現一個CAS和Unsafe類

本篇文章給大家分享的是有關使用Java怎么實現一個CAS和Unsafe類，小編覺得挺實用的，因此分享給大家學習，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲，話不多說，跟著小編一起來看看吧。

兩者對比

sychronized和volatile都解決了內存可見性問題
不同點：
（1）前者是獨占鎖，并且存在者上下文切換的開銷以及線程重新調度的開銷；后者是非阻塞算法，不會造成上下文切換的開銷。
（2）前者可以保證操作的原子性，但是后者不能保證操作的原子性。

在什么情況下才會使用volatile

• 寫入變量是不依賴當前值的，如果是依賴當前值的話，由于獲取-計算-寫入,三者不是原子性操作，而volatile是保證原子性操作的。

• 變量沒有加鎖的時候，如果變量加鎖了，是可以保證內存的可見性的因此不需要再使用volatile
  

Java中的原子性操作

• 原子性操作通俗的來講就是一組操作，要么都執行成功，要么都執行失敗，不存在執行部分成功的情況

• 使用synchronized關鍵字既可以保證操作的原子性又可以保證內存的可見性，volatile只能保證內存的可見性，但是不能保證操作的原子性；synchronized固然好，但在高并發的情況下，由于它是一種獨占鎖，因此會引起性能低下的問題。
  

Java中的CAS操作

• 定義:CAS(compare and swap)比較并交換，這是JDK提供的一種非阻塞算法，它通過硬件保證了比較-更新的原子性問題。JDK中的Unsafe類提供了一系列的compareAndSwap*方法，下面以compareAndSwapLong為例進行講解

• boolean compare(Object obj,long offset,long expect,long update)

• 先分別解釋一下各個參數，obj是一個對象的引用（也就是對象存儲的地址），offset是相對于前面地址的偏移量，expect是一個預想的值，update代表如果和預想的值一樣，那么就是使用update這個值來代替，并且返回true，否則返回false

• 這是處理器提供的一種原子性指令
  

ABA問題

• 描述：線程1獲取變量x的值為A，然后嘗試修改為B，但是此時如果有另一個線程修改了x的值為B，同時又修改成了A，那么線程2的這個A和線程1之前的A就不是同一個A了

• 產生原因：環形依賴，變量的值從A到B，然后又從B到A，這樣只能一個方向輪轉，如果是從A到B，然后從B到C就不會出現這種情況。

• 解決方式：JDK中的AtomicStampedReferece給每個變量一個時間戳，從而避免了ABA問題
  

Unsafe類

在JDK中的rt.jar包中有許多方法都是native的，這是一種硬件級別的操作，使用JNI來調用C++底層函數來操作。

1.long objectFieldOffset(Field field)

釋義：獲取某個對象的中的某個域值所在對象的中的內存偏移量

try{
 long value = Unsafe.objectFieldOffset(AutomicLong.class.getDeclaredField("value"));
}catch(Exception e){
 e.printStackTrace();
}

2.int arrayBaseOffset(Class arrayClass)

釋義：獲取數組中的第一個元素地址

3.int arrayIndexOffset(Class arrayClass)

釋義：獲取數組中第一個元素的字節大小

4.boolean compareAndSwapLong(Object obj,long offset,long expect,long update)

以上就是使用Java怎么實現一個CAS和Unsafe類，小編相信有部分知識點可能是我們日常工作會見到或用到的。希望你能通過這篇文章學到更多知識。更多詳情敬請關注億速云行業資訊頻道。