在CAS中，如何保證兩個線程的compare結(jié)果不是同時為true？
比如一個簡單的int變量，在不對這個變量加鎖的情況下僅使用CompareAndSwap是如何實(shí)現(xiàn)原子操作的？
因?yàn)榭赡?個線程同時拿到了這個變量，那么如果這時2個線程幾乎是同時compare的時候可能就是同時為true。
那么底層是否其實(shí)是存在類似鎖的實(shí)現(xiàn)呢？
舉個Go中協(xié)程的例子：
packagemain
import(
fmt
sync
sync/atomic
)
varcounterint320
funcmain(){
n:100
wg:new(sync.WaitGroup)
(n)
fori:0iltni{
goinc(i,wg)
}
wg.Wait()
(counter)
}
funcinc(iint,wg*sync.WaitGroup){
d:0
for{
old:counter
if(ampcount:
cas串級操作原理？
1、什么是CAS？
CAS：CompareandSwap，即比較再交換。
jdk5增加了并發(fā)包*,其下面的類使用CAS算法實(shí)現(xiàn)了區(qū)別于synchronouse同步鎖的一種樂觀鎖。JDK5之前Java語言是靠synchronized關(guān)鍵字保證同步的，這是一種獨(dú)占鎖，也是是悲觀鎖。
2、CAS算法理解
對CAS的理解，CAS是一種無鎖算法，CAS有3個操作數(shù)，內(nèi)存值V，舊的預(yù)期值A(chǔ)，要修改的新值B。當(dāng)且僅當(dāng)預(yù)期值A(chǔ)和內(nèi)存值V相同時，將內(nèi)存值V修改為B，否則什么都不做。
CAS比較與交換的偽代碼可以表示為：
do{
備份舊數(shù)據(jù)；
基于舊數(shù)據(jù)構(gòu)造新數(shù)據(jù)；
}while(!CAS(內(nèi)存地址，備份的舊數(shù)據(jù)，新數(shù)據(jù)))
注：t1，t2線程是同時更新同一變量56的值
因?yàn)閠1和t2線程都同時去訪問同一變量56，所以他們會把主內(nèi)存的值完全拷貝一份到自己的工作內(nèi)存空間，所以t1和t2線程的預(yù)期值都為56。
假設(shè)t1在與t2線程競爭中線程t1可以更新變量的值，而所有其他線程都失敗。失敗的線程不會被掛起，但會被告知本次比賽失敗，可以再試一次。T1線程將變量值更新為57，然后寫入內(nèi)存。此時，對于t2，內(nèi)存值變?yōu)?7，與期望值56不一致，操作失敗(要改變的值不再是原來的值)。
(上圖通俗的解釋就是CPU更新了一個值，但是如果你要改變的值不再是原來的值，操作就會失敗，因?yàn)楹苊黠@，其他操作已經(jīng)先改變了這個值。)
意思是兩者比較時，如果相等，證明共享的數(shù)據(jù)沒有被修改，被新的值代替，然后繼續(xù)向下運(yùn)行；如果不相等，說明共享的數(shù)據(jù)已經(jīng)被修改，放棄已經(jīng)做過的操作，然后重新執(zhí)行剛才的操作。很容易看出，CAS操作是基于共享數(shù)據(jù)不會被修改的假設(shè)，采用類似于數(shù)據(jù)庫的提交-重試模式。當(dāng)同步的機(jī)會很少時，這種假設(shè)可以帶來很大的性能提升。
開銷
前面說過，CAS(比較和交換)是CPU的指令級操作，只有一個原子操作，所以速度很快。而且CAS避免了請求操作系統(tǒng)決定鎖的問題，直接在CPU內(nèi)部完成，不打擾操作系統(tǒng)。但是CAS沒有費(fèi)用？不要！那里這是緩存未命中的情況。這個問題比較復(fù)雜。首先，我們需要知道CPU的硬件架構(gòu):
上圖可以看到一個8核CPU的電腦系統(tǒng)。cache(CPU有一個cache(CPU的內(nèi)部緩存，寄存器)，管芯中有一個互聯(lián)模塊，讓管芯中的兩個內(nèi)核可以互相通信。圖中央的系統(tǒng)互連模塊允許四個芯片相互通信，并將芯片與主存儲器連接。數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中以單位傳輸高速緩存線"，對應(yīng)內(nèi)存中2的冪的字節(jié)塊，通常在32到256字節(jié)之間。當(dāng)CPU將一個變量從內(nèi)存讀入其寄存器時，它必須首先將包含該變量的緩存行讀入CPU緩存。類似地，當(dāng)CPU將寄存器中的值存儲到內(nèi)存中時，它不僅必須將包含該值的緩存行讀取到CPU緩存中，還必須確保沒有其他CPU擁有該緩存行的副本。
例如，如果CPU0對某個變量執(zhí)行比較和交換操作，而該變量的緩存行在CPU7的緩存中，則會發(fā)生以下簡化的事件序列:
CPU0檢查了本地緩存，沒有找到緩存行。
請求轉(zhuǎn)發(fā)到CPU0和CPU1的互聯(lián)模塊，檢查CPU1的本地緩存，沒有發(fā)現(xiàn)緩存線。
請求被轉(zhuǎn)發(fā)到系統(tǒng)互連模塊，并且檢查了其他三個管芯，并且知道緩存線受到CPU6和CPU的保護(hù)。7被保持在模具中。
請求被轉(zhuǎn)發(fā)到CPU6和CPU7的互連模塊，檢查這兩個CPU的緩存，找到CPU7的緩存中的緩存行。
CPU7將高速緩存行發(fā)送到附屬的互連模塊，并刷新其自己的高速緩存中的高速緩存行。
CPU6和CPU7的互連模塊將緩存線發(fā)送到系統(tǒng)互連模塊。
系統(tǒng)互連模塊將緩存線發(fā)送給CPU0和CPU1的互連模塊。
CPU0和CPU1的互連模塊將緩存線發(fā)送到CPU0的緩存。
CPU0現(xiàn)在可以對緩存中的變量執(zhí)行CAS操作。
以上是刷新不同CPU緩存的開銷。最好的CAS操作消耗大約40納秒，超過60個時鐘周期。"最佳案例"這里的意思是對一個變量執(zhí)行CAS操作的CPU正好是最后一個操作該變量的CPU，所以對應(yīng)的緩存行已經(jīng)在該CPU的緩存中了。類似地，最好的鎖操作(a"往返對"包括獲取鎖然后釋放鎖)花費(fèi)超過60納秒和超過100個時鐘周期。"最佳案例"這里意味著用于表示鎖的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)已經(jīng)在獲取和釋放鎖的CPU的緩存中。因?yàn)閷Σ⑿芯幊痰纳羁汤斫猓i操作比CAS操作更費(fèi)時。
在為鎖操作的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中需要兩個原子操作。高速緩存未命中消耗大約140納秒，超過200個時鐘周期。CAS操作需要在存儲新值時查詢變量的舊值，大約需要300納秒，超過500個時鐘周期。想想這個。在執(zhí)行CAS操作時，CPU可以執(zhí)行500條通用指令。這顯示了細(xì)粒度鎖的局限性。