詳解java中CAS機制所致使的問題以及解決——內存順序衝突

【CAS機制】

指的是CompareAndSwap或CompareAndSet，是一個原子操做，實現此機制的原子類記錄着當前值的在內存中存儲的偏移地址，將內存中的真實值V與舊的預期值A作比較，若是不一致則說明內存中的值被其餘線程修改過了，返回false，不然將新值B存入內存。

Java內部是使用本地調用類unsafe實現的。

Java原子類底層原理就是採用CAS機制。

可能會出現什麼問題

1. aba問題：

線程1取出A以後被阻塞了，此時線程2把內存中A改成B，一系列操做後又改成A，此時線程1恢復執行，取內存中的A與手中的A作比較，發現沒有變，繼續執行。

然而此時倆A雖然多是同樣的，可是實際上是被修改過的。例如，線程1須要替換的是一個棧頂，從A替換成B，可是執行前線程2搶佔到時間片，對棧作出了一系列出棧操做，而後又將A入棧，此時線程1恢復，發現棧頂仍是A，因此替換成B，但此時這個棧已經不是原來的棧了。

解決思路——版本號：

在比較的時候加入版本號的比較，每次修改時也修改版本號。

1.5開始的AtomicStampedReference就是採用了的版本號比較。

1. 執行開銷大：

CAS若是長時間不成功會一直自旋循環，會產生很多的執行開銷。而且爲了自旋結束時避免內存順序衝突，CPU會對流水線進行重排，這樣會嚴重影響cpu性能。

解決思路——pause指令：

pause指令能讓自旋失敗時cpu睡眠一小段時間再繼續自旋，從而使得讀操做的頻率低不少,爲解決內存順序衝突而致使的流水線重排的代價也會小不少。 

內存順序衝突——當自旋鎖快要釋放的時候，持鎖線程會有一個store命令，外面自旋的線程會發出各自的load命令，而此處並沒任何 happen-before 排序，因此處理器是亂序執行，因此爲了不load出如今store以前此時會進行流水線清空再重排序，會嚴重影響cpu效率，Pause指令的做用就是減小並行load的數量，從而減小重排序時所耗時間。（不懂load和store能夠去看看JMM（java內存模型）的資料）

1. 只能保證一個共享變量的原子性操做：

解決思路——1.5開始的AtomicReference能夠保證引用的原子性，能夠把多變量放入對象中進行原子操做。

 

從本身word筆記中複製過來的，沒圖，並且格式不少有問題，有時間再補。