基于CAS思想的java并发AtomicBoolean实例详解

java.util.concurrent.atomic

该包是JDK1.5开始提供的,它提供了类的小工具,支持在单个变量上解除锁的线程安全编程。此包中的类可将 volatile 值、字段和数组元素的概念扩展到那些也提供原子条件更新操作的类,其形式如下:

  boolean compareAndSet(expectedValue, updateValue);

CAS思想

我们看到了上面提到的一个在java并发中非常重要的一类算法 -- CAS: Compare And Set 比较并设置; 什么意思呢,我们以 boolean compareAndSet(expectedValue, updateValue);方法为例来解释CAS的思想, 内存中可见的值如果和期望值(expectedValue)一致, 则将内存中的值修改为新值(updateValue),并且返回true; 否则返回false;注意 : 该操作是原子性的,意思是线程安全的。当多个线程同时访问某个对象时,如果其中一个线程通过CAS操作获得了访问权限,则其他线程只能在该线程处理完之后才能访问。 这类似于同步字 synchronized 但是效率更高因为并没有锁的机制,即使在JDK7 之后对其进行过优化。

AtomicBoolean实例详解

/**
 * 
 */
package byron4j.dlzd.curr.atomic;

import java.time.LocalDate;
import java.time.LocalTime;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicBoolean;


public class AtomicDemo {
    
    private static volatile AtomicBoolean canExecutingFlag = new AtomicBoolean(true);
    
    
    
    /**
     * 
     *  业务逻辑处理:
     *  <ol>
     *    <li>Step 1</li>
     *    <li>Step 2</li>
     *  </ol>
     */
    public void executeBusiLogic(){
        if( canExecutingFlag.compareAndSet(true, false) ){
            try{
                System.out.println(LocalDate.now() + " " + LocalTime.now() + "--" + Thread.currentThread().getName() + "--处理业务逻辑开始...");
                Thread.sleep(5000);
                System.out.println(LocalDate.now() + " " + LocalTime.now() + "--" + Thread.currentThread().getName() + "--处理业务逻辑完毕.");
            }catch(Exception e){
                System.out.println(LocalDate.now() + " " + LocalTime.now() + "--" + Thread.currentThread().getName() + "--处理业务逻辑失败!!!");
            }finally{
                canExecutingFlag.set(true);
            }
        }else{
            System.out.println(LocalDate.now() + " " + LocalTime.now() + "--" + Thread.currentThread().getName() + "--已经存在处理中的业务,请稍后再试!");
        }
    }
    
    
    
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(10);
        
        AtomicDemo demo = new AtomicDemo();
        
        for(int i = 0; i < 10; i++){
            es.execute(new Runnable() {
                
                @Override
                public void run() {
                    demo.executeBusiLogic();
                }
            });
        }
        
        es.shutdown();
    }
    
}

运行结果如下:

2017-09-13 22:13:45.081--pool-1-thread-3--已经存在处理中的业务,请稍后再试!
2017-09-13 22:13:45.082--pool-1-thread-2--已经存在处理中的业务,请稍后再试!
2017-09-13 22:13:45.082--pool-1-thread-6--已经存在处理中的业务,请稍后再试!
2017-09-13 22:13:45.081--pool-1-thread-1--处理业务逻辑开始...
2017-09-13 22:13:45.081--pool-1-thread-10--已经存在处理中的业务,请稍后再试!
2017-09-13 22:13:45.081--pool-1-thread-9--已经存在处理中的业务,请稍后再试!
2017-09-13 22:13:45.082--pool-1-thread-4--已经存在处理中的业务,请稍后再试!
2017-09-13 22:13:45.081--pool-1-thread-7--已经存在处理中的业务,请稍后再试!
2017-09-13 22:13:45.082--pool-1-thread-5--已经存在处理中的业务,请稍后再试!
2017-09-13 22:13:45.083--pool-1-thread-8--已经存在处理中的业务,请稍后再试!
2017-09-13 22:13:50.082--pool-1-thread-1--处理业务逻辑完毕.

我们看到thread-1首先获得操作权限canExecutingFlag 值为true,CAS验证通过并且将canExecutingFlag 值置为false,所以其他线程均未获得进入资格,因为处理业务逻辑花了5秒钟,其他线程得到了"已经在处理中"的提示。 为了模拟耗时操作,我们在 executeBusiLogic 方法中通过sleep使执行线程睡眠。

在实际生产中,我们可以使用该方式来处理并发问题, 比如金融领域,请求支付单做资金放款时,为了避免在同一时间请求多次,就可以使用 CAS 来控制。

CAS的缺陷--CAS的ABA问题

问题描述:

因为CAS是基于内存共享机制实现的,比如在AtomicBoolean类中使用了关键字 volatile 修饰的属性: private volatile int value;

线程t1在共享变量中读到值为A
线程t1被抢占了,线程t2执行
线程t2把共享变量里的值从A改成了B,再改回到A,此时被线程t1抢占。
线程t1回来看到共享变量里的值没有被改变,于是继续执行。
虽然线程t1以为变量值没有改变,继续执行了,但是这个过程中(即A的值被t2改变期间)会引发一些潜在的问题。ABA问题最容易发生在lock free 的算法中的,CAS首当其冲,因为CAS判断的是指针的地址。如果这个地址被重用了呢,问题就很大了。(地址被重用是很经常发生的,一个内存分配后释放了,再分配,很有可能还是原来的地址)

举一个例子:

我们进机场过安检的时候,有一个人和你的背包是一样的(瑞士牌),安检完后他把你的背包拿走了,你看下包一样的于是很淡定地登记去了,但是你的Mac Pro不见了。。

这就是ABA的问题。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 203,324评论 5 476
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 85,303评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 150,192评论 0 337
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,555评论 1 273
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,569评论 5 365
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,566评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,927评论 3 395
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,583评论 0 257
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,827评论 1 297
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,590评论 2 320
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,669评论 1 329
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,365评论 4 318
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,941评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,928评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,159评论 1 259
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 42,880评论 2 349
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,399评论 2 342

推荐阅读更多精彩内容