Cas es un bloqueo optimista.
El bloqueo optimista de CAS se pregunta a menudo en entrevistas sobre Java, como: la implementación y el uso del bloqueo optimista de CAS, etc. A continuación me centraré en la explicación detallada del bloqueo optimista de CAS.
Definición de bloqueo optimista CAS
CAS es un mecanismo de bloqueo optimista, también conocido como mecanismo sin bloqueo. Nombre completo: Comparar e intercambiar. Es una operación atómica en programación concurrente y a menudo se usa para lograr sincronización y seguridad de subprocesos en entornos de subprocesos múltiples.
La operación CAS determina si se realiza una operación de intercambio comparando el valor en la memoria con el valor esperado. Si es igual, se realiza la operación de intercambio; de lo contrario, no se realiza ninguna operación de intercambio. Debido a que CAS es un mecanismo sin bloqueos, evita la sobrecarga de rendimiento y los puntos muertos causados por el uso de bloqueos tradicionales y mejora el rendimiento de concurrencia del programa.
El papel del bloqueo optimista de CAS
En la programación concurrente, cuando varios subprocesos acceden a recursos compartidos al mismo tiempo, si no se realiza el control de sincronización, se producirán inconsistencias en los datos. Los mecanismos de sincronización tradicionales incluyen el uso de bloqueos, como Synchronized y ReentrantLock, o el uso de la palabra clave Volatile.
Aunque estos mecanismos pueden garantizar la coherencia de los datos y la seguridad de los subprocesos, también existen algunos problemas, como la sobrecarga de bloqueo y el bloqueo de subprocesos, que afectan el rendimiento de concurrencia del programa. El mecanismo de bloqueo optimista de CAS es un mecanismo de sincronización que no utiliza bloqueos, lo que evita la sobrecarga del mecanismo de bloqueo y el bloqueo de subprocesos y mejora el rendimiento de la concurrencia.
La operación CAS determina si se realiza una operación de intercambio comparando el valor en la memoria con el valor esperado. Si es igual, se realiza la operación de intercambio; de lo contrario, no se realiza ninguna operación de intercambio. Debido a que CAS es un mecanismo optimista, evita el bloqueo de subprocesos y mejora el rendimiento de concurrencia del programa.
Por lo tanto, el bloqueo optimista de CAS juega un papel importante en la programación concurrente. Puede mejorar el rendimiento de concurrencia y el rendimiento del sistema al tiempo que garantiza la coherencia de los datos y la seguridad de los subprocesos.
El principio de implementación del bloqueo optimista CAS
El principio de implementación del bloqueo optimista CAS (Compare-And-Swap) es principalmente lograr la sincronización de datos mediante operaciones de comparación y reemplazo. La operación CAS consta de tres operandos: ubicación de memoria (V), valor original esperado (A) y nuevo valor (B). Al realizar una operación CAS, el valor de V se actualizará a B solo cuando el valor de V sea igual a A; de lo contrario, no se hará nada.
Las operaciones CAS son atómicas, es decir, solo un subproceso puede realizar operaciones CAS al mismo tiempo, por lo que el mecanismo CAS garantiza la coherencia de los datos. En la contratación concurrente de Java, el mecanismo CAS se implementa mediante el método compareAndSwapXXX() proporcionado por la clase Unsafe.
Estos métodos incluyen los tipos correspondientes de datos para comparación e intercambio. Cuando se realiza una operación CAS, el valor actualmente en la memoria se compara con el valor original esperado y, si son iguales, el nuevo valor se escribe en la ubicación de la memoria; de lo contrario, no se realiza ninguna operación.