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CAS原理理解

CAS算法，全名叫CompareAndSwap ，即：比较与交换。

接下来采取多个线程同时操作同一个共享变量逻辑图的方式，说明什么是CAS。
1、假设此时的内存中，该共享变量的数据值为：except = 0。
2、当多个线程对该共享变量进行数据变更时，会将共享变量的数据拷贝副本至自己的工作内存中。

3、对指定的工作内存中的数据进行修改操作，假设线程一需要将数据修改成1，此时则绑定一个变量信息为refresh = 1；同理线程2则为refresh = 2。

4、当CPU需要将值写回主内存中时，则去对比两者的 except 数据值；当匹配，则进行修改操作；否则修改失败。

【注意：】CAS是计算机的一种 原子操作！

也就表明CAS算法，操作数据进行比较和交换具有原子性！即：任意时刻只能保证一个线程能执行成功！

通过Java代码测试

package aqs;import jmm.UnsafeInstance;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import sun.misc.Unsafe;import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;@Slf4j
public class UnsafCasTest {/*** 当前加锁状态,记录加锁的次数*/private volatile int state = 0;public int getState() {return state;}// 容量为5的几个计数器private static CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(5);// Java本身是无法直接修改内存的，但是C++可以，这个类是Java的一个可以修改内存操作的工具类private static final Unsafe unsafe = UnsafeInstance.reflectGetUnsafe();// 自定义的一个比较和交换的操作方法public final boolean compareAndSwapState(int oldValue,int newValue){/*** 原则：符合期望的数据时，则将指定的变量的数据进行更新；否则不更新！* 参数一：指定的某个类* 参数二：指定类中，参与比较的某个属性的偏移值(相当于就是该变量在内存中的位置)* 参数三：期望数据值* 参数四：待更新的值*/return unsafe.compareAndSwapInt(this,stateOffset,oldValue,newValue);}// 指定属性在内存中的偏移数据private static final long stateOffset;static {try {stateOffset = unsafe.objectFieldOffset(UnsafCasTest.class.getDeclaredField("state"));log.info("stateOffset={}",stateOffset);} catch (Exception e) {throw new Error();}}// static 供内部类进行访问private static UnsafCasTest unsafCasTest = new UnsafCasTest();public static void main(String[] args) {// 开启5个线程new Thread(new Worker(),"t-0").start();new Thread(new Worker(),"t-1").start();new Thread(new Worker(),"t-2").start();new Thread(new Worker(),"t-3").start();new Thread(new Worker(),"t-4").start();}// 自定义内部类static class Worker implements Runnable{@Overridepublic void run() {log.info("请求:{}到达预定点,准备开始抢state:)",Thread.currentThread().getName());try {// 每个线程创建后，进行等待操作int await = cyclicBarrier.await();log.info("{}---》当前等待数据：{}",Thread.currentThread().getName(),String.valueOf(await));if(unsafCasTest.compareAndSwapState(0,1)){log.info("当前请求:{},抢到锁!",Thread.currentThread().getName());}else{log.info("当前请求:{},抢锁失败!",Thread.currentThread().getName());}} catch (InterruptedException| BrokenBarrierException e) {e.printStackTrace();}}}
}