轉自:http://blog.csdn.net/kangroger/article/details/47867269
定義
無鎖編程是指在不使用鎖的情況下,在多線程環境下實現多變量的同步。即在沒有線程阻塞的情況下實現同步。這樣可以避免競態、死鎖等問題。
原理
CAS是指Compare-and-swap或Compare-and-Set
CAS是一個原子操作,用於多線程環境下的同步。它比較內存中的內容和給定的值,只有當兩者相同時(說明其未被修改),才會修改內存中的內容。
實現如下:
int compare_and_swap(int* reg, int oldval, int newval) { ATOMIC(); int old_reg_val = *reg; if (old_reg_val == oldval) *reg = newval; END_ATOMIC(); return old_reg_val; }
或
bool compare_and_swap(int *accum, int *dest, int newval) { if (*accum == *dest) { *dest = newval; return true; } else { *accum = *dest; return false; } }
返回bool值得好處是可以知道是否設置成功。
在實際環境中,使用的是:
bool __sync_bool_compare_and_swap (type *ptr, type oldval, type newval, ...) type __sync_val_compare_and_swap (type *ptr, type oldval, type newval, ...)
在使用CAS時,需要先獲取操作變量的值並放到oldval中,之后調用cas函數,直到調用成功。例如給變量val賦值
while(true) { int oldval=val; if(__sync_bool_compare_and_swap(&val, oldval, newval)) break; }
ABA問題
在多線程環境中,使用lock-free的CAS時,如果一個線程對變量修改2次,第2次修改后的值和第1次修改前的值相同,那么可能就會出現ABA問題。以上面的例子為例:
假設有兩個線程P1和P2,P1執行完int oldval=val
后被其他線程搶占。P2線程在此期間修改了val的值(可能多次修改),但最終val的值和修改前一樣。當P1線程之后運行CAS函數時,並不能發現這個問題。這就是ABA問題。
解決方法
一個常用的方法是添加額外的“tag”或“stamp”位來標記是指針是否被修改過。
參考:
Compare-and-swap