Java并发的CAS原理与ABA问题的讲解

cas原理

在计算机科学中，比较和交换（compare and swap）是用于实现多线程同步的原子指令。它将内存位置的内容与给定值进行比较，只有在相同的情况下，将该内存位置的内容修改为新的给定值。这是作为单个原子操作完成的。原子性保证新值基于最新信息计算; 如果该值在同一时间被另一个线程更新，则写入将失败。操作结果必须说明是否进行替换; 这可以通过一个简单的布尔响应（这个变体通常称为比较和设置），或通过返回从内存位置读取的值来完成（摘自维基本科）

以atomicinteger.addandget()为例讲解cas

javadoc

public final int addandget(int delta)
atomically adds the given value to the current value, with memory effects as specified by varhandle.getandadd(java.lang.object…).
parameters:
delta - the value to add
returns:
the updated value

在java的源码中

				?

									public final int addandget(int delta) {

									  return u.getandaddint(this, value, delta) + delta;

									}

这里的value是在该类初始化的时候获取到的，理解一下就是这时候我们调用unsafe的objectfieldoffset从atomic类文件中获取value的偏移量，那么value其实就是记录value的偏移量的。

value准确的是value这个字段相对与atomicinteger这个对象内存起始地址的偏移量，由于这个方法的最底层是jni调用native的方法，所以需要传入这个值。

				?

									private static final long value = u.objectfieldoffset(atomicinteger.class, "value");

继续往下执行：

				?

									/**

									 * atomically adds the given value to the current value of a field

									 * or array element within the given object {@code o}

									 * at the given {@code offset}.

									 * @param o object/array to update the field/element in

									 * @param offset field/element offset

									 * @param delta the value to add

									 * @return the previous value

									 * @since 1.8

									 **/

									@hotspotintrinsiccandidate

									public final int getandaddint(object o, long offset, int delta) {

									  int v;

									  do {

									    v = getintvolatile(o, offset);

									  } while (!weakcompareandsetint(o, offset, v, v + delta));

									  return v;

									}

				?

									@hotspotintrinsiccandidate

									public final boolean weakcompareandsetint(object o, long offset,

									                     int expected,

									                     int x) {

									  return compareandsetint(o, offset, expected, x);

									}