Java原子类中CAS的底层实现，java高级面试笔试题

最新推荐文章于 2025-03-14 10:41:47 发布

agoodcoder777

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分类专栏： java 文章标签： java

本文链接：https://blog.csdn.net/agoodcoder777/article/details/89514024

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这篇博客详细探讨了Java原子类中的CAS（Compare and Swap）操作的底层实现，从Java源码到C++再到汇编级别。通过AtomicBoolean的示例，解释了CAS如何在多线程环境中保证数据一致性。文章逐层深入，分析了Unsafe类、native方法、C++源码以及x86汇编指令cmpxchg的使用，揭示了锁前缀在多处理器系统中的作用。

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Java原子类中CAS的底层实现

从Java到c++到汇编, 深入讲解cas的底层原理.

介绍原理前, 先来一个Demo

以AtomicBoolean类为例.先来一个调用cas的demo.

主线程在for语句里cas忙循环, 直到cas操作成功返回true为止.

而新开的一个县城new Thread 会在4秒后,将flag设置为true, 为了让主线程能够设置成功.(因为cas的预期值是true, 而flag被初始化为了false)

现象就是主线程一直在跑for循环. 4秒后, 主线程将会设置成功, 然后输出时间差, 然后终止for循环.

public class TestAtomicBoolean {

    public static void main(String[] args) {

        AtomicBoolean flag = new AtomicBoolean(false);

        long start = System.currentTimeMillis();

        new Thread(()->{

            try {

                Thread.sleep(4000);

            } catch (InterruptedException e) {

                e.printStackTrace();

            }

            flag.set(true);

        }).start();

        for(;;){

            if(flag.compareAndSet(true,false)){

                System.out.println(System.currentTimeMillis() - start);

                System.out.println("inner loop OK!");

                break;

            }

        }

    }

}

    public static void main(String[] args) {

        AtomicBoolean flag = new AtomicBoolean(false);

        long start = System.currentTimeMillis();

        new Thread(()->{

            try {

                Thread.sleep(4000);

            } catch (InterruptedException e) {

                e.printStackTrace();

            }

            flag.set(true);

        }).start();

        for(;;){

            if(flag.compareAndSet(true,false)){

                System.out.println(System.currentTimeMillis() - start);

                System.out.println("inner loop OK!");

                break;

            }

        }

    }

}

这里只是举了一个例子, 也许这个例子也不太恰当, 本文只是列出了这个api的调用方法而已, 重点在于介绍compareAndSet()方法的底层原理.