鎖、volatile、CAS 比較

一。鎖的劣勢

   （1） 在JDK1.5之前都是使用synchronized關鍵字保證同步的，這種通過使用一致的鎖定協議來協調對共享狀態的訪問，可以確保無論哪個線程持有守

護變量的鎖，都采用獨占的方式來訪問這些變量

　（2）如果出現多個線程同時訪問鎖，則一些線程將被掛起，當線程恢復執行時，必須等待其它線程執行完他們的時間片以后才能被調度執行，在掛起和

恢復執行過程中存在着很大的開銷

　（3）當一個線程正在等待鎖時，它不能做任何事

　（4）如果一個線程在持有鎖的情況下被延遲執行，那么所有需要這個鎖的線程都無法執行下去

　（5）如果被阻塞的線程優先級高，而持有鎖的線程優先級低，將會導致優先級反轉 

 

二。volatile的優勢

（6）與鎖相比，volatile變量是一和更輕量級的同步機制，因為在使用這些變量時不會發生上下文切換和線程調度等操作

（7）volatile變量也存在一些局限：不能用於構建原子的復合操作，因此當一個變量依賴舊值時就不能使用volatile變量

 

三。CAS操作

 （8） Compare and Swap，CPU指令，CAS的語義是“我認為V的值應該為A，如果是，那么將V的值更新為B，否則不修改並告訴V的值實際為多少”

 （9）CAS是樂觀鎖技術，當多個線程嘗試使用CAS同時更新同一個變量時，只有其中一個線程能更新變量的值，而其它線程都失敗，失敗的線程並不會被掛

起，而是被告知這次競爭中失敗。這種基於沖突檢測的樂觀並發策略，當線程數目非常多的情況下，失敗的概率會指數型增加。

    public final int getAndIncrement() {
        for (;;) {
            int current = get();
            int next = current + 1;
            if (compareAndSet(current, next))
                return current;
        }
    }

 

四。JVM對CAS的支持

　（10）在JDK1.5中引入了底層的支持，在Integer，Long等類型上都公開了 CAS的操作，並且JVM把它們編譯為底層硬件提供的最有效的方法，

在運行CAS的平台上，運行時把它們編譯為相應的機器指令，如果處理器不支持CAS指 令，那么JVM將使用自旋鎖。

　（11）在CAS操作中，在更新之前先判斷V的值是否仍然A，如果是的話就繼續執行更新操作，但是有的時候還需要知道“自從上次看到V的值為A

以后，這個值是否發生了變化”

　（12）解決方案：更新兩個值：【引用，版本號】，即使這個值由A變為B，然后為變為A，版本號也是不同的。AtomicStampedReference更

新一個“對象-引用”二元組，通過在引用上加上“版本號”，從而避免ABA問題，AtomicMarkableReference將更新一個“對象引用-布爾值”的二元 組。

 

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