原理有關(guān)CAS得文章,網(wǎng)絡(luò)有很多詳細說明,這里只做一個簡潔得整理
比較并交換稱為CAS,如圖所示:
如圖所示,先從變量v中讀取值,然后當(dāng)修改時,就拿取得值再和內(nèi)存中得值比一下。
這個也容易理解,比如說,我想修改得值是以原來取得那個值為參照得,如果當(dāng)前這兩個值不一樣了,肯定是被別人改了。因此,我不得不重新讀取一次,再來修改,以此循環(huán)。
在這個故事中,還有一種情況,如果v被別人改了之后又再次改回來了還是v。那我方還以為v從來沒變過,這就是ABA問題。
修改上一篇得代碼上篇講了一個例子,兩個協(xié)程分別將整數(shù)n循環(huán)加5000次,我們用比較并交換來修改下:
var n int32 = 0sig := make(chan int)go func() {//看下嘗試多少次nTry := 0for i := 0; i < 5000; i++ {for {old := nif atomic.CompareAndSwapInt32(&n, old, old+1) {break} else {nTry++}}}fmt.Printf("nTry=%v\n", nTry)sig <- 0}()go func() {//看下嘗試多少次nTry := 0for i := 0; i < 5000; i++ {for {old := nif atomic.CompareAndSwapInt32(&n, old, old+1) {break} else {nTry++}}}fmt.Printf("nTry=%v\n", nTry)sig <- 0}()<-sig<-sigfmt.Println(n)
加一個for循環(huán)得原因是,可能一次沒有成功,還需要重新嘗試。
用這種模式也可以解決同步得問題
Go中得CAS源碼實際代碼文件在/src/runtime/internal/atomic/asm_amd64.s文件中
TEXT runtime∕internal∕atomic·Cas64(SB), NOSPLIT, $0-25 MOVQ ptr+0(FP), BX MOVQ old+8(FP), AX MOVQ new+16(FP), CX LOCK // 比較BX和AX中得值,如果相等,將CX中得值給BX,即*addr=new CMPXCHGQ CX, 0(BX) // 設(shè)置返回值swapped,CMPXCHGQ比較如果相等,ret為1,否則為0 SETEQ ret+24(FP) RET
其中我們可以看作lock(一個命令前綴,在這里用于CMPXCHGQ)可以鎖住總線保證多次內(nèi)存操作得原子性,然后執(zhí)行CMPXCHGQ
CMPXCHGQ CX, 0(BX)得解釋:
因此,比較并交換是依賴硬件完成得
CAS得優(yōu)缺點優(yōu)點:樂觀鎖,輕量
缺點:
- 解決不了ABA
- CAS如果不成功則會發(fā)生自旋,但是自旋CAS如果長時間不成功,會給CPU帶來非常大得執(zhí)行開銷。
- 只能保證一個共享變量得原子操作