金三银四精选java面试题-CAS存在什么问题?如何解决?

发布时间:2024-01-02 13:15:10
 

CAS存在什么问题?如何解决?

CAS的经典三大问题:

ABA问题

ABA 问题是指一个变量从A变成B,再从B变成A,这样的操作序列可能会被CAS操作误判为未被其他线程修改过。例如线程A读取了某个变量的值为 A,然后被挂起,线程B修改了这个变量的值为B,然后又修改回了A,此时线程A恢复执行,进行CAS操作,此时仍然可以成功,因为此时变量的值还是A。

怎么解决ABA问题?

  • 加版本号

每次修改变量,都在这个变量的版本号上加1,这样,刚刚A->B->A,虽然A的值没变,但是它的版本号已经变了,再判断版本号就会发现此时的A已经被改过了。

比如使用JDK5中的AtomicStampedReference类或JDK8中的LongAdder类。这些原子类型不仅包含数据本身,还包含一个版本号,每次进行操作时都会更新版本号,只有当版本号和期望值都相等时才能执行更新,这样可以避免 ABA 问题的影响。

循环性能开销

自旋CAS,如果一直循环执行,一直不成功,会给CPU带来非常大的执行开销。

怎么解决循环性能开销问题?

可以使用自适应自旋锁,即在多次操作失败后逐渐加长自旋时间或者放弃自旋锁转为阻塞锁;

只能保证一个变量的原子操作

CAS 保证的是对一个变量执行操作的原子性,如果需要对多个变量进行复合操作,CAS 操作就无法保证整个操作的原子性。

怎么解决只能保证一个变量的原子操作问题?

  • 可以使用锁机制来保证整个复合操作的原子性。例如,使用 synchronized 关键字ReentrantLock 类来保证多个变量的复合操作的原子性。在锁的作用下,只有一个线程可以执行复合操作,其他线程需要等待该线程释放锁后才能继续执行。这样就可以保证整个操作的原子性了。
  • 可以使用类似于事务的方式来保证多个变量的复合操作的原子性。例如,使用AtomicReference 类,可以将多个变量封装到一个对象中,通过 CAS 操作更新整个对象,从而保证多个变量的复合操作的原子性。只有当整个对象的值和期望值都相等时才会执行更新操作。

 
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