1. 獨占鎖：

屬于悲觀鎖，有共享資源，需要加鎖時，會以獨占鎖的方式導致其它需要獲取鎖才能執行的線程掛起，等待持有鎖的錢程釋放鎖。傳統的關系型數據庫里邊就用到了很多這種鎖機制，比如行鎖，表鎖等，讀鎖，寫鎖等，都是在做操作之前先上鎖。Java中synchronized和ReentrantLock等獨占鎖就是悲觀鎖的思想。

1.1 樂觀鎖的操作

多線程并發修改一個值時的實現：

public class SimulatedCAS {//加volatile的目的是利用其happens-before原則，保證線程可見性 private volatile int value; public synchronized int getValue() { return value; } public synchronized int compareAndSwap(int expectedValue, int newValue) { int oldValue = value; if (value == expectedValue) value = newValue; return oldValue; }}2. 樂觀鎖：

總是假設最好的情況，每次去拿數據的時候都認為別人不會修改，所以不會上鎖，但是在更新的時候會判斷一下在此期間別人有沒有去更新這個數據，可以使用版本號機制和CAS算法實現。樂觀鎖適用于多讀的應用類型，這樣可以提高吞吐量，像數據庫提供的類似于write_condition機制，其實都是提供的樂觀鎖。 在Java中java.util.concurrent.atomic包下面的原子變量類就是使用了樂觀鎖的一種實現方式CAS實現的。樂觀鎖一般會使用版本號機制或CAS算法實現。

2.1 CAS操作 CAS 操作包含三個操作數 —— 內存位置（V）、預期原值（A）和新值(B)。如果內存位置的值與預期原值相匹配，那么處理器會自動將該位置值更新為新值。否則，處理器不做任何操作。無論哪種情況，它都會在 CAS 指令之前返回該位置的值。（在 CAS 的一些特殊情況下將僅返回 CAS 是否成功，而不提取當前值。）CAS 有效地說明了“我認為位置 V 應該包含值 A；如果包含該值，則將 B 放到這個位置；否則，不要更改該位置，只告訴我這個位置現在的值即可。” 通常將 CAS 用于同步的方式是從地址 V 讀取值 A，執行多步計算來獲得新值 B，然后使用 CAS 將 V 的值從 A 改為 B。如果 V 處的值尚未同時更改，則 CAS 操作成功。 類似于 CAS 的指令允許算法執行讀-修改-寫操作，而無需害怕其他線程同時修改變量，因為如果其他線程修改變量，那么 CAS 會檢測它（并失敗），算法可以對該操作重新計算。 CAS實現計數器的操作：

public class CasCounter { private SimulatedCAS value; public int getValue() {return value.getValue(); } public int increment() {int oldValue = value.getValue();while (value.compareAndSwap(oldValue, oldValue + 1) != oldValue) oldValue = value.getValue();return oldValue + 1; }}3. 原子變量類

JDK5.0之后加入了java.util.concurrent.atomic 包，其中的AtomicInteger； AtomicLong； AtomicReference； AtomicBoolean 等都是在CAS基礎上實現的。

4. CAS的缺陷 循環時間太長，如果自旋長時間不成功，會給cpu帶來極大的開銷，有興趣的可以使用JMH測試下AtomicLong 和 LongAdder的性能。 ABA問題： CAS需要檢查待操作值有沒有發生改變，如果沒有發生改變則更新。 但是存在這樣一種情況：如果一個值原來是A，變成了B，然后又變成了A，那么在CAS檢查的時候會發現沒有改變，但是實質上它已經發生了改變，這就是所謂的ABA問題。 在運用CAS做Lock-Free操作中有一個經典的ABA問題：比如線程1從內存位置V中取出A，這時另一個線程2也從內存中取出A，并且線程2進行了操作之后變成了B，然線程2又將V位置數據變成了A，這時候線程1進行CAS操作發現內存中仍然是A，然后線程1 操作成功。看上去是成功了，實際上有隱藏的問題： 現有一個用單向鏈表實現的FIFO堆棧，棧頂為A，這時線程1已經知道A.next為B，然后希望用CAS將棧頂替換為B，在線程1執行上面這條指令之前，線程2 介入，將A、B出棧，再push D、C、A,此時A位于棧頂，B已經不在棧中；此時線程1執行CAS，發現棧頂仍為A，所以CAS成功，即將棧頂變成B，但實際上此時B與 當前棧中元素D、C沒有關系，B.next為null，這樣一來就直接把C、D丟掉了。 對于ABA問題其解決方案是加上版本號，即在每個變量都加上一個版本號，每次改變時加1，即A —> B —> A，變成A(1) —> B(2) —> A(3)。 java中AtomicStampedReference也實現了這個作用，它通過包裝[E,Integer]的元組來對對象標記版本戳stamp，從而避免ABA問題。

public class AtomicTest {private static AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(100);private static AtomicStampedReference<Integer> atomicStampedReference =new AtomicStampedReference<Integer>(99, 0);public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Thread thread1 = new Thread(() -> {atomicInteger.compareAndSet(99, 100);atomicInteger.compareAndSet(100, 99);});Thread thread2 = new Thread(() -> {try {TimeUnit.SECONDS.sleep(1);}catch (InterruptedException e){e.printStackTrace();}boolean b = atomicInteger.compareAndSet(99, 100);System.out.println(b);});thread1.start();thread2.start();thread1.join();thread2.join();Thread refT1 = new Thread(() -> {try {TimeUnit.SECONDS.sleep(1);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}atomicStampedReference.compareAndSet(99, 100,atomicStampedReference.getStamp(), atomicStampedReference.getStamp() + 1);atomicStampedReference.compareAndSet(100, 99,atomicStampedReference.getStamp(), atomicStampedReference.getStamp() + 1);});Thread refT2 = new Thread(() -> {int stamp = atomicStampedReference.getStamp();System.out.println('before sleep : stamp = ' + stamp); // stamp = 0try {TimeUnit.SECONDS.sleep(2);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println('after sleep : stamp = ' + atomicStampedReference.getStamp());//stamp = 1boolean c3 = atomicStampedReference.compareAndSet(99, 100, stamp, stamp+1);System.out.println(c3);//false});refT1.start();refT2.start();}}

結果如下：

truebefore sleep : stamp = 0after sleep : stamp = 2false

也就是說AtomicInteger更新成功，而AtomicStampedReference更新失敗。

以上就是詳解java 中的CAS與ABA的詳細內容，更多關于java 中的CAS與ABA的資料請關注好吧啦網其它相關文章！