简单说，C A S

Bagaimana C A S memastikan atomicity

Atomicity bermakna satu atau lebih operasi berada dalamC P Uciri yang tidak boleh diganggu semasa pelaksanaan. Ia sama ada dilaksanakan atau tidak dilaksanakan dan tidak boleh dilaksanakan di tengah (satu yang tidak boleh diganggu atau urutan operasi).C P U执行的过程中不被中断的特性，要么执行，要不执行，不能执行到一半（不可被中断的一个或一系列操作）。

为了保证C A S的原子性，C P U提供了下面两种方式

• 总线锁定
• 缓存锁定

总线锁定

总线（B U S）是计算机组件间的传输数据方式，也就是说C P U与其他组件连接传输数据，就是靠总线完成的，比如C P U

• Kunci bas
• Kunci cache
ul>

Kunci bas

Bas ( B U S) ialah kaedah penghantaran data antara komponen komputer, iaitu C P Umenyambung dengan komponen lain untuk menghantar data, yang dilakukan dengan bas, seperti C P Umembaca dan menulis memori.



总线锁定是指C P U使用了总线锁，所谓总线锁就是使用C P U提供的LOCK#信号，当C P U在总线上输出LOCK#信号时，其他C P U的总线请求将被阻塞。C P U使用了总线锁，所谓总线锁就是使用C P U提供的LOCK#信号，当C P U在总线上输出LOCK#信号时，其他C P U的总线请求将被阻塞。



缓存锁定

总线锁定方式虽然保证了原子性，但是在锁定期间，会导致大量阻塞，增加系统的性能开销，所以现代C P U为了提升性能，通过锁定范围缩小的思想设计出了缓存行锁定（缓存行是C P U

缓存锁定

总线锁定方式虽然保证了原子性，但是在锁定期间，会导致大量阻塞，增加的是系现代 C P U为了提升性能，通过锁定范围缩小的思想设了玡凓缓存行是 C P U高速缓存存储的最小单位）。

Apa yang dipanggilkunci cachemerujuk kepadaC P UmengunciC P U对缓存行进行锁定，当缓存行中的共享变量回写到内存时，其他C P U会通过总线嗅探机制感知该共享变量是否发生变化，如果发生变化，让自己对应的共享变量缓存行失效，重新从内存读取最新的数据，缓存锁定是基于缓存一致性机制来实现的，因为缓存一致性机制会阻止两个以上C P U同时修改同一个共享变量（现代C P U基本都支持和使用缓存锁定机制）。

C A S的问题

C A S和锁都解决了原子性问题，和锁相比没有阻塞、线程上下文你切换、死锁，所以C A S要比锁拥有更优越的性能，但是C A S同样存在缺点。

C A Sgaris cache

, dan apabila pembolehubah yang dikongsi dalam baris cache ditulis kembali ke ingatan, C P Uakan mengesan sama ada pembolehubah kongsi telah berubah melalui mekanisme menghidu bas. Jika ia perubahan, biarkan dirinya Baris cache pembolehubah kongsi yang sepadan adalah tidak sah dan data terkini dibaca dari memori sekali lagi Penguncian cache dilaksanakan berdasarkan mekanisme ketekalan cache, kerana mekanisme ketekalan cache akan menghalang lebih daripada dua C P UUbah suai pembolehubah kongsi yang sama secara serentak (Moden C P UPada asasnya semua Menyokong dan menggunakan mekanisme penguncian cache ).

Masalah C A S

C A Sdan kunci kedua-duanya menyelesaikan masalah atomicity. Berbanding dengan kunci, tiada penyekatan, penukaran konteks benang dan kebuntuan, jadi C A Smempunyai prestasi yang lebih baik daripada kunci, tetapiC A SSama Terdapat kekurangan. C A S Masalah dengan kod> adalah seperti berikut. ;padding: 2px 4px;border-radius: 4px;margin-right: 2px;margin-left: 2px;background-color: rgba(27, 31, 35, 0.05);font-family: "Operator Mono", Consolas, Monaco, Menlo, monospace;word-break: break-all;color: rgb(255, 100, 65);">ABASoalan

Hanya satu pembolehubah kongsi boleh dijamin operasi Atom

C A Shanya boleh digunakan untuk satu pembolehubah kongsi. Jika terdapat berbilang pembolehubah dikongsi, anda hanya boleh menggunakan kunci. Sudah tentu, jika anda Terdapat cara untuk menyepadukan berbilang pembolehubah ke dalam satu pembolehubah, menggunakanC A Sjuga bagus, contohnya dalam kunci baca-tulisBit keadaan tinggi dan rendah.

Masa putaran terlalu lama

Apabila benang gagal memperoleh kunci, ia tidak menyekat dan menggantung, tetapi cuba memperoleh semula selepas tempoh masa ini sehingga ia berjaya jenis pemerolehan gelung Mekanisme ini dipanggil kunci putaran (kunci putaran).spinlock

)。

自旋锁好处是，持有锁的线程在短时间内释放锁，那些等待竞争锁的线程就不需进入阻塞状态（无需线程上下文切换/无需用户态与内核态切换），它们只需要等一等（自旋），等到持有锁的线程释放锁之后即可获取，这样就避免了用户态和内核态的切换消耗。

自旋锁坏处显而易见，线程在长时间内持有锁，等待竞争锁的线程一直自旋，即CPU一直空转，资源浪费在毫无意义的地方，所以一般会限制自旋次数。

最后来说自旋锁的实现，实现自旋锁可以基于C A S实现，先定义lockValue对象默认值1，1代表锁资源空闲，0

Kelebihan kunci putaran ialah benang yang memegang kunci melepaskan kunci dalam masa yang singkat, dan benang yang menunggu kunci bersaing tidak perlu memasuki keadaan menyekat (Tidak perlu penukaran konteks benang/Tidak perlu mod pengguna dan penukaran mod kernel ), mereka hanya perlu menunggu (spin) sehingga benang yang menahan kunci melepaskan kunci sebelum mereka boleh memperolehnya, sekali gus mengelakkan penggunaan bertukar antara mod pengguna dan mod kernel. Kelemahan kunci putaran adalah jelas. terhad. Akhir sekali, mari kita bincangkan tentang pelaksanaan kunci putaran Pelaksanaan kunci putaran boleh berdasarkan C A Spelaksanaan, mula-mula takrifkan lockValueNilai lalai objek 1, 1bermaksud sumber kunci adalah percuma, 0bermaksud sumber kunci telah diduduki, kodnya adalah seperti berikut

public class SpinLock { //lockValue 默认值1 private AtomicInteger lockValue = new AtomicInteger(1); //自旋获取锁 public void lock(){ // 循环检测尝试获取锁 while (!tryLock()){ // 空转 } } //获取锁 public boolean tryLock(){ // 期望值1，更新值0，更新成功返回true，更新失败返回false return lockValue.compareAndSet(1,0); } //释放锁 public void unLock(){ if(!lockValue.compareAndSet(1,0)){ throw new RuntimeException("释放锁失败"); } } }

Salin selepas log masuk

FungsiAtomicInteger类型的lockValue变量，AtomicInteger是Java基于C A S实现的Integer原子操作类，还定义了3个函数lock、tryLock、unLock

tryLock ditakrifkan di atas - dapatkan kunci

. 2px;warna latar belakang: rgba(27, 31, 35, 0.05); keluarga fon: "Operator Mono", Consolas, Monaco, Menlo, monospace;patah perkataan: break-all;warna: rgb(255, 100, 65);">C A S更新
• 如果期望值与LockValue值相等，则lockValue值更新为0，返回benar，否则执行下面逻辑
• C A S更新
• 如果期望值与lockValue值相等，则lockValue值更新为0，返回true，否则执行下面逻辑
• 如果期望值与lockValue值不相等，不做任何更新，返回false如果期望值与 LockValue值不相等，不做任何更新，返回 salah
unLock函数-释放锁
• 期望值0，更新值10，更新值1
• C A S更新
• 如果期望值与lockValue值相等，则lockValue值更新为1，返回true，否则执行下面逻辑
• 如果期望值与lockValue值不相等，不做任何更新，返回false

C A S更新

如果期望值与 lockValue值相等，则 lockValue值更新为 1，返回