java工具 compare and swap

原创

mob649e8156b567 2023-07-31 14:48:01 ©著作权

文章标签 java Java 原子操作 文章分类 Java 后端开发

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Java工具 Compare and Swap 实现

简介

Compare and Swap（CAS）是一种并发编程中常用的技术，用于在多线程环境下实现原子操作。CAS操作包含三个步骤：比较内存中的值、判断相等则修改值、否则重新尝试。本文将向你介绍如何使用Java语言实现CAS操作。

流程

下表展示了实现CAS操作的主要步骤：

步骤	描述
1	获取内存中的值
2	比较内存中的值和期望值
3	如果相等，则修改内存中的值
4	如果不相等，则重新尝试

代码实现

下面是每个步骤所需的代码及其注释：

步骤1 - 获取内存中的值

int currentValue = atomicVariable.get();

此代码获取了一个名为atomicVariable的原子变量中的当前值。

步骤2 - 比较内存中的值和期望值

int expectedValue = 10;
if (currentValue == expectedValue) {
    // 值相等，执行步骤3
} else {
    // 值不相等，继续尝试
}

此代码比较了currentValue和expectedValue是否相等。如果相等，执行步骤3；如果不相等，继续尝试。

步骤3 - 修改内存中的值

int newValue = 20;
atomicVariable.compareAndSet(expectedValue, newValue);

此代码使用compareAndSet方法尝试将atomicVariable的值从expectedValue修改为newValue。如果修改成功，CAS操作就完成了；否则，回到步骤1重新尝试。

步骤4 - 重新尝试

currentValue = atomicVariable.get();

此代码重新获取atomicVariable的当前值，然后回到步骤2重新进行比较和修改操作。

完整示例

下面是一个完整的示例代码，展示了如何使用CAS操作来实现对一个共享变量的原子操作：

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class CASExample {
    private static AtomicInteger atomicVariable = new AtomicInteger(10);

    public static void main(String[] args) {
        int expectedValue = 10;
        int newValue = 20;
        int currentValue = atomicVariable.get();
    
        while (currentValue == expectedValue) {
            if (atomicVariable.compareAndSet(expectedValue, newValue)) {
                System.out.println("CAS操作成功！");
                break;
            } else {
                currentValue = atomicVariable.get();
            }
        }
    }
}

在上述示例中，我们使用AtomicInteger类来模拟一个共享变量atomicVariable。首先，我们获取atomicVariable的当前值，并将其与期望值expectedValue进行比较。如果相等，则尝试使用compareAndSet方法将其修改为新值newValue。如果修改成功，输出"CAS操作成功！"；否则，继续重新尝试。