簡(jiǎn)書(shū) 賈小強(qiáng)
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一個(gè)Java 5中最好的補(bǔ)充是對(duì)原子操作的支持類(lèi)揣云，如AtomicInteger，AtomicLong等冰啃。這些類(lèi)幫助你減少?gòu)?fù)雜的（不必要的）多線程代碼邓夕，實(shí)際上只是完成一些基本操作刘莹，如增加或減少多個(gè)線程之間的共享的值。這些類(lèi)在內(nèi)部依賴(lài)于一個(gè)名為CAS（Compare and Swap）的算法焚刚。在這篇文章中点弯，我將詳細(xì)討論這個(gè)概念。
樂(lè)觀悲觀鎖 (Optimistic and Pessimistic Lock)
傳統(tǒng)的鎖機(jī)制汪榔，例如在Java中使用的synchronized關(guān)鍵字蒲拉，是多線程的悲觀鎖技術(shù)。它要求您首先保證沒(méi)有其他線程將在某些操作之間進(jìn)行干擾（即鎖定對(duì)象）痴腌。
這就像是說(shuō)：“請(qǐng)先把門(mén)關(guān)上雌团，否則會(huì)有其他的騙子進(jìn)來(lái)整理你的東西”。
雖然上面的方法是安全的士聪，它確實(shí)有效锦援，但它在性能上對(duì)應(yīng)用程序造成了嚴(yán)重的影響。原因很簡(jiǎn)單剥悟，等待線程不能做任何事情灵寺，除非它們也有機(jī)會(huì)執(zhí)行被保護(hù)的操作。
實(shí)際上存在一種更有效性能更好的方式区岗，在本質(zhì)上是樂(lè)觀的略板。在這種方法中，您繼續(xù)進(jìn)行更新慈缔，希望您能在不受干擾的情況下完成叮称。這種方法依賴(lài)于碰撞檢測(cè)，來(lái)確定是否更新時(shí)被其他方面的干擾藐鹤，在這種情況下瓤檐，操作失敗可以重試（或不）。
樂(lè)觀的方法就像一句老話：“獲得原諒比獲得許可更容易”娱节，在這里“更容易”意味著“更有效”挠蛉。
Compare and Swap是這種樂(lè)觀方法的一個(gè)很好例子，我們將在下面討論肄满。
Compare and Swap算法
該算法將某個(gè)內(nèi)存位置的內(nèi)容與給定值進(jìn)行比較（compare）谴古，只有當(dāng)它們相同時(shí)，才將內(nèi)存位置的內(nèi)容修改為給定的新值稠歉。這是作為單個(gè)原子操作完成的讥电。原子性保證了新值是在最新值基礎(chǔ)上進(jìn)行計(jì)算的；如果該值已被另一個(gè)線程同時(shí)更新轧抗，那么修改會(huì)失敗。操作的結(jié)果必須指明它是否執(zhí)行替換（swap）瞬测，這可以通過(guò)簡(jiǎn)單的布爾響應(yīng)（這個(gè)變體通常稱(chēng)為compare-and-set）横媚，或者返回從內(nèi)存位置讀取的值（而不是寫(xiě)入它的值）來(lái)完成纠炮。
比如CAS操作有3個(gè)參數(shù)：
- 一個(gè)內(nèi)存位置V，其值必須被替換灯蝴。
- 上一次線程讀的舊值A(chǔ)恢口。
- 應(yīng)在V上寫(xiě)的新值B。
CAS說(shuō)：“我覺(jué)得V應(yīng)該有值A(chǔ)穷躁；如果是耕肩，把B放在那里，否則不要改變它问潭，但告訴我猿诸，我錯(cuò)了〗泼Γ”CAS樂(lè)觀的希望的更新成功梳虽，同時(shí)如果另一個(gè)線程從它上次檢查后更新了變量，它會(huì)檢測(cè)到失敗灾茁。
讓我們用一個(gè)例子明白整個(gè)過(guò)程窜觉。假設(shè)V是存儲(chǔ)值“10”的內(nèi)存位置。有多個(gè)線程希望增加這個(gè)值北专，并將遞增的值用于其他操作禀挫。讓我們逐步完成整個(gè)CAS操作：
- 初始狀態(tài)。
V = 10, A = 0, B = 0 - 現(xiàn)在線程1首先出現(xiàn)拓颓，并將V與它的上次讀取的值A(chǔ)進(jìn)行比較（compare）：
V = 10, A = 10, B = 11
if A = V
V = B
else
operation failed
return V
顯然语婴，V的值將被替換（swap）為11，即操作成功录粱。
- 然后線程2執(zhí)行與線程1相同的操作腻格，這個(gè)時(shí)候內(nèi)置位置V實(shí)際上值已經(jīng)是11，但線程2上次讀取的還是10啥繁。
V = 11, A = 10, B = 11
if A = V
V = B
else
operation failed
return V
- 在這種情況下菜职，將V與它的上次讀取的值A(chǔ)進(jìn)行比較（compare），V不等于A旗闽，所以不替換值酬核，返回V，而即當(dāng)前值11∈适遥現(xiàn)在線程2嫡意，再次用值重試（retry）這個(gè)操作：
V = 11, A = 11, B = 12
此時(shí)，條件滿足并將值遞增為12捣辆，然后返回給線程2蔬螟。
總之，當(dāng)多個(gè)線程嘗試使用CAS同時(shí)更新同一個(gè)變量時(shí)汽畴，其中一個(gè)線程會(huì)成功更新變量的值旧巾，剩下的會(huì)失敗耸序。但失敗者不會(huì)受到線程的懲罰。他們可以自由地重試操作或干脆什么也不做鲁猩。
這樣每個(gè)線程對(duì)值得增加都是實(shí)打?qū)嵉脑黾恿丝补郑粫?huì)導(dǎo)致線程1，線程2同時(shí)讀取V為10廓握，然后線程1增加為11搅窿，線程2也自認(rèn)為增加了，但結(jié)果還是11隙券，通過(guò)CAS算法避免了消失的遞增男应，解決了明明線程2任務(wù)執(zhí)行了，計(jì)數(shù)器卻沒(méi)計(jì)數(shù)的悲劇**
這就是有關(guān)Java的原子（atomic）操作簡(jiǎn)單但重要的概念是尔。
Happy Learning !!
