上次我大致介紹了一下鎖這個抽象概念是個啥戈钢，java語言是如何實現(xiàn)互斥鎖的柿赊，互斥鎖的工作原理滓侍，以及java對互斥鎖的優(yōu)化喝峦，鎖的四種狀態(tài)
無鎖編程（其實和上期沒太多聯(lián)系）
cas是啥？~~之前看面經(jīng)辰Ｊ幔看到的問題
juc又是啥唆貌？
aqs又是啥，具體有啥例子能說說嘛垢乙？有一說一按都說不明白锨咙，所以花時間惡補在這班門弄斧啦~
假設現(xiàn)在有多個線程想要操作同一個資源對象，很多人包括我第一反應就是加鎖呀追逮，但是互斥鎖的同步方式是悲觀的也就是重鎖但是在一些只是讀操作的線程使用悲觀鎖就太重了酪刀，咱沒必要在每次調用的時候都去鎖定資源。所以我們就不要過多使用互斥鎖钮孵。所以誕生了一種非常巧妙的算法**CAS**骂倘，比較然后交換
對CAS的理解，CAS是一種無鎖算法巴席，CAS有3個操作數(shù)历涝，內(nèi)存值V，舊的預期值A情妖，要修改的新值B睬关。當且僅當預期值A和內(nèi)存值V相同時，將內(nèi)存值V修改為B毡证，否則什么都不做电爹。
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)構造新數(shù)據(jù)料睛；
}while(!CAS( 內(nèi)存地址丐箩，備份的舊數(shù)據(jù)，新數(shù)據(jù) ))
注：t1恤煞，t2線程是同時更新同一變量56的值
因為t1和t2線程都同時去訪問同一變量56屎勘，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線程的預期值都為56居扒。
假設t1在與t2線程競爭中線程t1能去更新變量的值概漱，而其他線程都失敗。（失敗的線程并不會被掛起喜喂，而是被告知這次競爭中失敗瓤摧，并可以再次發(fā)起嘗試）竿裂。t1線程去更新變量值改為57，然后寫到內(nèi)存中照弥。此時對于t2來說腻异，內(nèi)存值變?yōu)榱?7，與預期值56不一致这揣，就操作失敗了（想改的值不再是原來的值）悔常。
（上圖通俗的解釋是：CPU去更新一個值，但如果想改的值不再是原來的值给赞，操作就失敗机打，因為很明顯，有其它操作先改變了這個值塞俱。）
就是指當兩者進行比較時姐帚，如果相等，則證明共享數(shù)據(jù)沒有被修改障涯，替換成新值，然后繼續(xù)往下運行膳汪；如果不相等唯蝶，說明共享數(shù)據(jù)已經(jīng)被修改，放棄已經(jīng)所做的操作遗嗽，然后重新執(zhí)行剛才的操作粘我。容易看出 CAS 操作是基于共享數(shù)據(jù)不會被修改的假設，采用了類似于數(shù)據(jù)庫的commit-retry 的模式痹换。當同步?jīng)_突出現(xiàn)的機會很少時征字，這種假設能帶來較大的性能提升。（因為是操作系統(tǒng)假設是x86的 就是cmpxchg指令支持cas 而 ARM下則是LL/SC實現(xiàn)cas 不需要操作系統(tǒng)的同步原語mutx相對效率更高）
現(xiàn)在我提供了一個簡單的需求~假設你需要使用三條線程娇豫，將一個值從0累加到100你會怎么做匙姜？
以下是錯誤用例，我們發(fā)現(xiàn)多條線程打印了相同的值冯痢，則說明線程之間沒有正確通信氮昧。
//假設你需要使用三條線程，將一個值從0累加到100你會怎么做浦楣？
public class test01 {
static Integer num = 0;
public static void main(String[] args) {
for (int i = 0; i < 3; i++) {
Thread t = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
while (num<100){
System.out.println("thread name"+Thread.currentThread().getName()+":"+num++);
}
}
});
t.start();
}
}
}
thread nameThread-1:0
thread nameThread-2:1
thread nameThread-0:0
thread nameThread-0:4
最常規(guī)的我們可以通過互斥鎖來進行線程同步
public class test01 {
static Integer num = 0;
public static void main(String[] args) {
for (int i = 0; i < 3; i++) {
Thread t = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
synchronized (test01.class){
while (num<100){
System.out.println("thread name"+Thread.currentThread().getName()+":"+num++);
}
}
}
});
t.start();
}
}
}
此時線程同步了
但是這并不是我們這次講的重點袖肥，我們應該講的是無鎖，如何無鎖實現(xiàn)呢振劳？ 感謝前人造的輪子（使用AtomicInteger）實現(xiàn)了線程通信椎组。
//假設你需要使用三條線程，將一個值從0累加到100你會怎么做历恐？
public class test01 {
// static Integer num = 0;
static AtomicInteger num = new AtomicInteger(0);
public static void main(String[] args) {
for (int i = 0; i < 3; i++) {
Thread t = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
// synchronized (test01.class){
while (num.get()<100){
System.out.println("thread name"+Thread.currentThread().getName()+":"+num.incrementAndGet());
}
}
// }
});
t.start();
}
}
}
可我們關注的不是實現(xiàn)過程寸癌，而是他們的底層是如何通過cas來做到無鎖同步的
又到了我最喜歡（不是）的扒源碼的時候了
AtomicInteger的主要成員變量就是一個unsafe類型的實例和一個long類型的offset
// setup to use Unsafe.compareAndSwapInt for updates
private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();
private static final long valueOffset;
我們進入incrementAndGet方法可以看到直接調用了unsafe對象的getAndAddInt方法
public final int incrementAndGet() {
return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, 1) + 1;
}
再點進去
public final int getAndAddInt(Object var1, long var2, int var4) {
int var5;
do {
var5 = this.getIntVolatile(var1, var2);
} while(!this.compareAndSwapInt(var1, var2, var5, var5 + var4));
return var5;
}
果然是用到了unsafe的compareAndSwapInt也就是cas方法
while(!this.compareAndSwapInt(var1, var2, var5, var5 + var4));
我們注意到上面出現(xiàn)了一個循環(huán)专筷，實際上這個就是自旋
那么有沒有可能會一直死循環(huán)自旋呀，實際上可以通過調參的方式配置的默認是10灵份，所以不會出現(xiàn)死循環(huán)的
借張圖 ~
AtomicInteger.incrementAndGet的實現(xiàn)用了樂觀鎖技術仁堪，調用了類sun.misc.Unsafe庫里面的 CAS算法，用CPU指令來實現(xiàn)無鎖自增填渠。所以弦聂，AtomicInteger.incrementAndGet的自增比用synchronized的鎖效率倍增。
