原子變數與CAS演算法

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上一節討論了 volatile關鍵字，volatile關鍵字修飾的作用是不具有 "原子性" 和 "互斥性的"

例如 i++ 操作 就不是一個原子性的操作，i++ 其實分為3個步驟進行 "讀-改-寫"

int temp = i;

i = i + 1;

i= temp;

先看一段代碼：

package com.java.juc;public class TestAtomicDemo {    public static void main(String[] args) {        AtomicDemo ad = new AtomicDemo();        for(int i = 0;i<10;i++){            new Thread(ad).start();        }    }}class AtomicDemo implements Runnable{    private int seriesNumber = 0;        public void run() {        try {            Thread.sleep(200);        } catch (InterruptedException e) {            e.printStackTrace();        }        System.out.println(getSeriesNumber());    }        public int getSeriesNumber() {        return seriesNumber++;    }}

 建立10個線程，每個線程對變數進行+1操作，

運行結果會出現如下等問題：

0
5
4
3
2
1
0
6
7
8

出現這種情況的主要原因就是 i++不是一個 原子性 操作

 

解決此問題的方法可以使用 原子變數

原子變數：jdk1.5以後 java.util.concurrent.atomic包下提供了常用的原子變數。

原子變數底層主要是有兩個作用：

　　1.volatile 保證記憶體可見度

　　2.CAS(compare-And-Swap)保證資料的原子性

　　　 CAS 演算法是硬體對於並行作業共用資料的支援

　　　 CAS 包含了三個運算元：

　　　　　　記憶體值 V

　　　　　　預估值 A

　　　　　　更新值 B

　　　　　　若且唯若 V== A 時，V = B. 否則將不做任何操作。

 　　 使用原子變數比鎖的效率要高很多，使用鎖時等待的線程會進入阻塞，使用Atomic進行等待的線程並不會進入阻塞狀態，還是持有cpu資源，只是不斷詢問是否該輪到他執行了。

　　

 

 

 使用 原子變數進行改寫

package com.java.juc;import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;public class TestAtomicDemo {    public static void main(String[] args) {        AtomicDemo ad = new AtomicDemo();        for(int i = 0;i<10;i++){            new Thread(ad).start();        }    }}class AtomicDemo implements Runnable{//    private int seriesNumber = 0;    private AtomicInteger seriesNumber = new AtomicInteger();        public void run() {        try {            Thread.sleep(200);        } catch (InterruptedException e) {            e.printStackTrace();        }        System.out.println(getSeriesNumber());    }        public int getSeriesNumber() {        return seriesNumber.getAndIncrement();    }}

 

原子變數與CAS演算法