'实战JAVA虚拟机 JVM故障诊断与性能优化(八)---无锁,CAS理解

  在高并发环境下,对”锁“的激烈竞争可能会成为系统瓶颈,为此,可以使用一种称为非阻塞同步的方式。这种方式不需要使用”锁“(因此称之为“无锁”),但是依然能确保数据和程序在高并发环境下

  保持多线程间的一致性。

1、理解CAS  

  基于比较并交换(Compare And Swap)CAS算法的无锁并发控制。

  与锁的实现相比,无锁的算法设计和实现都要复杂得多,但由于其非阻塞性,它对于死锁问题天生免疫,并且,线程间的互相影响远远比基于锁的方式小。更为重要的是,使用无锁的方式完全没有锁竞争带来的系统开销,

  也没有线程间调度带来的开销,因此,它要比基于锁的方式拥有更优越的性能。

  CAS算法的过程:它包含3个参数CAS(V,E,N)。V表示要更新的变量,E表示预期值,N表示新值。仅当V值等于E值时,才会将V的值设为N,如果V值和E值不同,则说明已经有其他线程做了更新,则当前线程什么都不做。

  最后,CAS返回当前V的真实值。CAS操作是抱着乐观的态度进行的,它总是认为自己可以成功完成操作。当多个线程同时使用CAS操作一个变量时,只有一个会胜出并成功更新,其余均失败。失败的线程不会被挂起,仅是

  被告知失败,并且允许再次尝试,当然允许失败的线程放弃操作。在硬件层面,大部分的现代处理器都已经支持原子化的CAS指令。

2、原子操作

  CAS操作在JAVA中的应用,在JDK的java.util.concurrent.atomic包下,有一组使用无锁算法实现的原子操作类,主要有,AtomicInteger、AtomicIntegerArray、AtomicLong、AtomicLongArray和AtomicReference等。

 

3、将随机变为可控:理解Java内存模型

  Java内存模型(JMM)

  a、原子性

  b、有序性

    现代cpu都支持指令流水线执行。为了保证流水线的顺畅执行,在指令执行时,有可能会对目标指令进行重排。重排不对导致单线程中语义修改,但会导致多线程中的语义出现不一致。

    解决有序性的一个简单方法就是使用  synchronized 关键字。

  c、可见性

    可见性是指一个线程修改了一个变量的值,在另一个线程中可以马上得知这个修改。指令重排就有可能使得一个线程可能无法立即得知一个变量的修改。

 

    原文作者:java锁
    原文地址: http://www.cnblogs.com/kaishi/p/7790249.html
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