清单 3. 说明比较并交换的行为（而不是性能）的代码

public class SimulatedCAS { 　　 private int value; 　　 public synchronized int getValue() { return value; } 　　 public synchronized int compareAndSwap(int expectedValue, int newValue) { 　　　　 if (value == expectedValue) 　　　　　　 value = newValue; 　　　　 return value; 　　 } }

使用 CAS 实现计数器

基于 CAS 的并发算法称为 无锁定算法，因为线程不必再等待锁定（有时称 为互斥或关键部分，这取决于线程平台的术语）。无论 CAS 操作成功还是失败 ，在任何一种情况中，它都在可预知的时间内完成。如果 CAS 失败，调用者可 以重试 CAS 操作或采取其他适合的操作。清单 4 显示了重新编写的计数器类来 使用 CAS 替代锁定：

清单 4. 使用比较并交换实现计数器

public class CasCounter { 　　 private SimulatedCAS value; 　　 public int getValue() { 　　　　 return value.getValue(); 　　 } 　　 public int increment() { 　　　　 int oldValue = value.getValue(); 　　　　 while (value.compareAndSwap(oldValue, oldValue + 1) != oldValue) 　　　　　　 oldValue = value.getValue(); 　　　　 return oldValue + 1; 　　 } }

Java理论与实践: 流行的原子(3)

无锁定且无等待算法

如果每个线程在其他线程任意延迟（或甚至失败）时都将持续进行操作，就 可以说该算法是 无等待的。与此形成对比的是， 无锁定算法要求仅 某个线程 总是执行操作。（无等待的另一种定义是保证每个线程在其有限的步骤中正确计 算自己的操作，而不管其他线程的操作、计时、交叉或速度。这一限制可以是系 统中线程数的函数；例如，如果有 10 个线程，每个线程都执行一次 CasCounter.increment() 操作，最坏的情况下，每个线程将必须重试最多九次 ，才能完成增加。）

再过去的 15 年里，人们已经对无等待且无锁定算法（也称为 无阻塞算法） 进行了大量研究，许多人通用数据结构已经发现了无阻塞算法。无阻塞算法被广 泛用于操作系统和 JVM 级别，进行诸如线程和进程调度等任务。虽然它们的实 现比较复杂，但相对于基于锁定的备选算法，它们有许多优点：可以避免优先级 倒置和死锁等危险，竞争比较便宜，协调发生在更细的粒度级别，允许更高程度 的并行机制等等。

原子变量类

在 JDK 5.0 之前，如果不使用本机代码，就不能用 Java 语言编写无等待、 无锁定的算法。在 java.util.concurrent.atomic 包中添加原子变量类之后， 这种情况才发生了改变。所有原子变量类都公开比较并设置原语（与比较并交换 类似），这些原语都是使用平台上可用的最快本机结构（比较并交换、加载链接 /条件存储，最坏的情况下是旋转锁）来实现的。java.util.concurrent.atomic 包中提供了原子变量的 9 种风格（ AtomicInteger； AtomicLong； AtomicReference； AtomicBoolean；原子整型；长型；引用；及原子标记引用 和戳记引用类的数组形式，其原子地更新一对值）。

原子变量类可以认为是 volatile 变量的泛化，它扩展了可变变量的概念， 来支持原子条件的比较并设置更新。读取和写入原子变量与读取和写入对可变变 量的访问具有相同的存取语义。

虽然原子变量类表面看起来与清单 1 中的 SynchronizedCounter 例子一样 ，但相似仅是表面的。在表面之下，原子变量的操作会变为平台提供的用于并发 访问的硬件原语，比如比较并交换。

更细粒度意味着更轻量级

调整具有竞争的并发应用程序的可伸缩性的通用技术是

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