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CAS是比较与交换的一种并发控制算法,用于处理并发问题。它通过比较内存值V与预期值E,然后在两者匹配时将V设为新值B。若不匹配,则无改动。这种机制高效且弱锁,能避免死锁。
CAS包含三个操作数:V(变量)、E(预期值)、B(新值)。当且仅当V等于E时,执行V=B。其他情况不变。这种设计使得CAS具有原子性和非阻力。
CAS操作假设自己能成功,并认为自己是最终获取成功的线程。当多线程执行时,如果多线程使用一个变量,只有一个线程会成功更新,其他线程失败。此失败不会阻塞线程,线程继续尝试或放弃。
Java中的AtomicLong实现了CAS,简单易用。其背后依赖CPU支持的原子指令,确保线性时间复杂度。其他语言如C/C++也有类似机制,通过INTERlocked和-exchanging指令实现。
编写一个简单案例观察CAS行为。创建多个线程同时修改共享变量,通过日志记录每次操作结果。发现行为是否符合预期,列举成功与失败情况。
使用带版本号的原子引用,如AtomicStampedReference来解决ABA问题。当变量的值冲突,通过记录版本号确保正确性。
理解CAS需要手头案例和持续实践。通过观察日志,发现潜在问题,如ABA冲突。学会使用高级工具如带版本号的原子引用来完善实现,确保正确性。案例展示实用性,巩固理解。
调试工具如Visual Studio Code能帮助识别线程问题,选择正确的调试模式确保数据流正确。是一种直观的方式调试并发问题。
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