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CAS无锁算法 PDF 下载
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扩展：CAS无锁算法
锁（lock）的代价
锁是用来做并发最简单的方式，当然其代价也是最高的。内核态的锁的时候需要操作系统进行一次上下文切 换，加
锁、释放锁会导致比较多的上下文切换和调度延时，等待锁的线程会被挂起直至锁释放。在上下文切换 的时候，
cpu之前缓存的指令和数据都将失效，对性能有很大的损失。用户态的锁虽然避免了这些问题，但是 其实它们只是
在没有真实的竞争时才有效。
锁（lock）的代价
锁是用来做并发最简单的方式，当然其代价也是最高的。内核态的锁的时候需要操作系统进行一次上下文切 换，加
锁、释放锁会导致比较多的上下文切换和调度延时，等待锁的线程会被挂起直至锁释放。在上下文切换 的时候，
cpu之前缓存的指令和数据都将失效，对性能有很大的损失。用户态的锁虽然避免了这些问题，但是 其实它们只是
在没有真实的竞争时才有效。
Java在JDK1.5之前都是靠synchronized关键字保证同步的，这种通过使用一致的锁定协议来协调对共享状态的访
问，可以确保无论哪个线程持有守护变量的锁，都采用独占的方式来访问这些变量，如果出现多个线程同时 访问
锁，那未抢到锁的线程将被挂起，当线程恢复执行时，必须等待其它线程执行完他们的时间片以后才能被 调度执
行，在挂起和恢复执行过程中存在着很大的开销。锁还存在着其它一些缺点，当一个线程正在等待锁 时，它不能做
任何事。如果一个线程在持有锁的情况下被延迟执行，那么所有需要这个锁的线程都无法执行下 去。如果被阻塞的
线程优先级高，而持有锁的线程优先级低，将会导致优先级反转(Priority Inversion)。
乐观锁与悲观锁
独占锁是一种悲观锁，synchronized就是一种独占锁，它假设最坏的情况，并且只有在确保其它线程不会造成干扰
的情况下执行，会导致其它所有需要锁的线程挂起，等待持有锁的线程释放锁。而另一个更加有效的锁就 是乐观
锁。 所谓乐观锁就是，每次不加锁而是假设没有冲突而去完成某项操作，如果因为冲突失败就重试，直 到成功为
止。
CAS无锁算法
要实现无锁（lock-free）的非阻塞算法有多种实现方法，其中 CAS（比较与交换，Compare and swap） 是 一种有
名的无锁算法。CAS, CPU指令，在大多数处理器架构中都支持调用。 CAS的语义是“我认为V的值应该 为A，如果
是，那么将V的值更新为B，否则不修改并告诉V的值实际为多少” 。
CAS是项乐观锁技术，当多个线程尝试使用CAS同时更新同一个变量时，只有其中一个线程能更新变量的值， 而其
它线程都失败，失败的线程并不会被挂起，而是被告知这次竞争中失败，并可以再次尝试。 CAS有3个操作 数，内
存值V，旧的预期值A，要修改的新值B。当且仅当预期值A和内存值V相同时，将内存值V修改为B，否 则什么都不
做。 CAS无锁算法的C实现如下：
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