锁会导致性能降低，在特定情况可用硬件同步原语替代锁，保证和锁一样数据安全，同时提供更好性能。...用编程语言来实现，肯定是无法保证原子性的。而原语是由计算机CPU提供实现，可保证操作的原子性。 原子操作具有不可分割性，不存在并发问题。...所以在某些情况下，原语可以用来替代锁，实现一些即安全又高效的并发操作。 CAS和FAA在各种编程语言中，都有相应的实现，可直接使用，各种语言底层实现一样的。...用锁、CAS和FAA完整实现账户服务 https://github.com/shenyachen/JKSJ/blob/master/study/src/main/java/com/jksj/study/.../MutxLock.java https://github.com/xqq1994/algorithm/blob/master/src/main/java/com/test/concurrency/CAS.java
/ ，这里有关于 Java 内存模型结合 ConcurrentHashMap 的分析。...这里有对无锁并发编程的介绍：http://www.cnblogs.com/lucifer1982/archive/2008/04/16/1154727.html 如果站在语言层面之上，仅从设计的层面看，...可以免锁的思路至少包括： 1、单线程来主导行为，多线程池化操作避开状态变量。...比如在一个 WEB 应用中，每一个 Action 都可以给相应的用户线程分配一个实例，线程之间互不干扰；但是到了业务逻辑 Service 内，避开 Service 状态变量的使用，减少了开发人员对并发编程的关注...Java 的锁操作和锁优化： 锁自旋 线程要进入阻塞状态，肯定需要调用操作系统的函数来完成从用户态进入内核态的过程，这一步通常是性能低下的。
除了加锁之外，还有一种方式就是采用无锁编程。 Compare-and-Swap Java 中的无锁编程本质上就是一个 CAS（compare-and-swap）机制。...这个特性是由 CPU 硬件通过相应的指令所保证的，处理器可以通过总线锁，或者是缓存锁来实现原子操作。所以说原子操作在修改一个内存对象时，是不会被干扰的，所以不会有并发的问题。...Java 中的无锁类 Java.util.concurrent 中提供了一些实现的原子操作的类，包括：AtomicBoolean、AtomicInteger、AtomicIntegerArray、AtomicLong
锁的缺点 锁定被迫交出时间片。 锁定意味着阻塞，多个线程（进程）排队获取资源，无法充分发挥系统性能。...一些锁限制了必须使用线程的方式进行开发，而线程无法充分利用系统的内存。 pthread库在特殊情况下可能产生饥饿的情况。 无锁编程的思路 加锁的根本起因是什么？ 资源竞争。...无锁编程 少锁 原子操作与忙等待 CAS解法与ABA问题 seqlock 免锁 实战无锁编程 数据与进程对等的处理 单一生产者与单一消费者进程 下面让我们一个一个的来梳理无锁编程的内容吧。
（界定问题） 如何无锁?...我们不仅要面对多线程和并发，还要考虑多核时代的并行计算，无锁编程或许是一种选择，可能会提升性能，也可能避免锁的使用引起的错误，同时会带来编程习惯的变革。...不可否认，无锁技术是目前各种并发解决方案中比较受争议的一种，尽管它基于最基本的编程技术，不依赖于任何语言和平台，但是这项技术有些诡异，掌握起来颇有难度，有点曲高和寡，所以没有大面积应用在编程中。...不管你是否在项目中使用无锁技术，了解和研究这项技术本身都会对理解并发编程有很大的帮助。...我们将在下一篇文章《无锁队列》中实例化ABA问题，并给出解决方法。
发布者：全栈程序员栈长，转载请注明出处：https://javaforall.cn/127010.html原文链接：https://javaforall.cn
简单的笔记，未完待续 一道题： 无锁化编程有哪些常见方法？...CAS（Compare-and-Swap），如无锁栈，无锁队列等待 解析： 一、RCU RCU是Linux 2.6内核系统新的锁机制 RCU(Read-Copy Update)。...但是随着计算机硬件的快速发展，获得这种锁的开销相对于CPU的速度在成倍地增加，原因很简单，CPU的速度与访问内存的速度差距越来越大，而这种锁使用了原子操作指令，它需要原子地访问内存，也就说获得锁的开销与访存速度相关...写者在访问被RCU保护的共享数据时不需要和读者竞争任何锁，只有在有多于一个写者的情况下需要获得某种锁以与其他写者同步。允许多个读者和写者并发执行。...二、CAS 参考：透过 Linux 内核看无锁编程 非阻塞型同步的三种方案： Wait-free Wait-free 是指任意线程的任何操作都可以在有限步之内结束，而不用关心其它线程的执行速度。
最近在研究nginx的自旋锁的时候，又见到了GCC CAS原子操作，于是决定动手分析下CAS实现的无锁到底性能如何，网上关于CAS实现无锁的文章很多，但少有研究这种无锁的性能提升的文章，这里就以实验结果和我自己的理解逐步展开...有了这个原子操作这个保证我们就可以实现无锁了。...CAS实现的无锁、Fetch And Add实现的无锁消耗的时间，然后进行分析。...，消耗时间仅为加锁操作的1/3左右，无锁编程方式确实能够比传统加锁方式效率高，经上面测试可以发现，可以快到3倍左右。...所以在极力推荐在高并发程序中采用无锁编程的方式可以进一步提高程序效率。
前言 CAS（Compare And Swap，比较并交换），要说CAS是无锁编程，多多少少有些“标题党”的感觉。因为CAS根据其设计思想，可以划分为乐观锁。...被称为无锁编程，实际上是一种乐观锁的体现。...但是这里如果要用无锁编程CAS来解决的话该怎么解决呢？...代码位置：java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger /** * Atomically increments by one the current value...以上就是CAS无锁编程的实现原理。 CAS缺陷 CAS并不是像降龙十八掌那样横扫一切的存在，它也有自己的缺陷。
好像有人改进了一下设计， 参加文章 “Cache优化的并发无锁队列” http://www.docin.com/p-30332640.html ，这论文里面 “Fastforward for efficient...另有吕慧伟 缩写的“无锁编程简介An Intro to Lock-free Programming” http://www.tektalk.org/wp-content/uploads/2011/07...上面的提到的ABA 问题好像是无锁编程里面很主要的一个问题啊。 根据 cds 库的资料，有下面三类解决办法，可以去找论文来看一下。...C++无锁数据结构支持库 CDS: Concurrent Data Structures library http://libcds.sourceforge.net/ 实现了很多无锁的stack（栈...好像大家都期待一种叫做“Transac1tiona8l Memory”的最终解决方案来来彻底解决内存同步、无锁编程之类问题，不过好像没有到可用的程度吧。
1、无锁编程CAS 1.1、CAS CAS的全称是Compare And Swap 即比较交换，其算法核心思想如下 执行函数：CAS(V,E,N) 其包含3个参数 V表示要更新的变量 E表示预期值...基于这样的原理，CAS操作即使没有锁，同样知道其他线程对共享资源操作影响，并执行相应的处理措施。...同时从这点也可以看出，由于无锁操作中没有锁的存在，因此不可能出现死锁的情况，也就是说无锁操作天生免疫死锁。...这也就是无锁编程，CAS。 在高并发的场景，这种循环尝试的次数会比较高，成功率会比较低，这样性能会比较差。但是在JDK8中推出了一个新的类名为LongAdder 我们看看它的用法。...这里我们可以借助乐观锁的一个概念，使用version版本号来判断是否一致，每次操作后版本号加1如果两次对比版本号一致才交换，这样就避免了ABA问题，在atomic包下面也提供了对应的类AtomicStampedReference
设计无锁队列(lock-free queue) 从上文中可以了解到lock-free是有一些局限性的，因为lock-free只能针对于某个特定的整数变量有效，而在实际场景中我们共享的数据一般都是复杂的，...dequeue_overcommit_counter} ）的算法如下： a (1U \ll 31U) a \le b :\ a – b – 1ULL > (1ULL \ll 31ULL) 无锁设计...另一个是全局的无锁的Block空闲链表，那些被释放的Block会被放到该链表中等待重用。其实现就是一个无锁链表。...支持MPMC模型的无锁队列 a-fast-general-purpose-lock-free-queue-for-c++：设计无锁队列的一般目标 detailed design of a lock free...queue：无锁队列的详细设计 aba problem：讲解作者解决ABA问题的思路 Lock-free vs spin-lock：一篇讲解无锁跟自选锁区别的文章 声明 我的博客即将同步至腾讯云开发者社区
1.无锁编程与有锁编程的效率 无锁编程，即通过CAS原子操作去控制线程的同步。如果你还不知道什么使CAS原子操作，建议先去查看相关资料，这一方面的资料网络上有很多。...CAS实现的是硬件级的互斥，在线程低并发的情况下，其性能比普通互斥锁高效，但是当线程高并发的时候，硬件级互斥引入的代价与应用层的锁竞争产生的代价同样都是很大的。这时普通锁编程其实是优于无锁编程的。...2.无锁编程的好处 无锁编程不需要程序员再去考虑死锁、优先反转等棘手的问题，因此在对应用程序不太复杂，而对性能要求稍高的程序中，可以采取有锁编程。...如果程序较为复杂，性能要求不高的程序中可以使用无锁编程。 3.无锁队列的实现 对于线程无锁同步方式方式的应用，我实现了一个无锁的队列。...node; //队列的定义 typedef struct Queue { node* front; node* rear; }queue; //定义一个全局的队列 queue que; //队列的初始化操作
seqlock（顺序锁） 用于能够区分读与写的场合，并且是读操作很多、写操作很少，写操作的优先权大于读操作。 seqlock的实现思路是，用一个递增的整型数表示sequence。...写操作还需要获得一个锁（比如mutex），这个锁仅用于写写互斥，以保证同一时间最多只有一个正在进行的写操作。...在这种情况下，使用seqlock可以避免过多的gettimeofday系统调用把中断处理程序给阻塞了（如果使用读写锁，而不用seqlock的话就会这样）。...seqlock的实现非常简单： 写操作进入临界区时： void write_seqlock(seqlock_t *sl) { spin_lock(&sl->lock); // 上写写互斥锁...write_sequnlock(seqlock_t *sl) { sl->sequence++; // sequence再++ spin_unlock(&sl->lock); // 释放写写互斥锁
这篇文章表明，使用 Rust，可以为并发数据结构构建一个内存管理 API: 使得实现无锁数据结构和 有GC的语言(如Java) 一样容易; 静态保护以防止内存管理方案的滥用; 具有与 GC 竞争的开销...(并且比 GC 更可预测) 在下面展示的基准测试中，Rust 能够轻松地击败 Java 无锁队列实现，并且具有易于编写的实现。...为了测试 Crossbeam 实现相对于完整 GC(有完整GC的语言,比如java) 的开销，我在它上面实现了一个基本的无锁队列(Michael Scott queue) ，并在 Scala 中构建了相同的队列...在这篇文章中，我不打算给出一个完整的无锁编程教程，但是关键的一点是，如果你没有全局同步，那么很难说你什么时候可以释放内存。许多已发布的算法基本上假定是垃圾回收器或其他回收内存的方法。...这里的工作为探索 Rust 中大范围的无锁数据结构奠定了基础，我希望 Crossbeam 最终发挥类似于 java.util.concurrent for Rust 的作用——包括无锁 hashmap、
通常的实现：读写加锁 示例：无锁内存队列的实现 append_data(srcbuf, buflen) int usedSize = (m_head->size + m_head->endPos – m_head...我们如何设计才能安全、动态、无锁的加载配置？
什么是原子操作 原子操作可以保证指令以原子的方式执行——执行过程不被打断，原子操作是多数无锁编程的基本前提。...总线锁会导致其他几个核在一定时钟周期内无法访问内存。虽然总线锁会影响其他核的性能，但比起操作系统级别的锁，已经轻量太多了。...#lock是锁FSB(前端串行总线，front serial bus)，FSB是处理器和RAM之间的总线，锁住了它，就能阻止其他处理器或core从RAM获取数据。.../atom_add_mutex count = 40000000, usetime = 3247131 usecs 可以看到，使用原子操作是使用互斥锁性能的5倍左右，随着冲突数量的增加，性能差距会进一步拉开...Alexander Sandler实测，原子操作性能大概是互斥锁的6-7倍左右。
概念 忙等待可以认为是一种特殊的忙等待 忙等待分类 Peterson算法 xchg解法 TSL解法 自旋锁 Peterson算法 Peterson算法是一个实现互斥锁的并发程序设计算法，可以控制两个线程访问一个共享的单用户资源而不发生访问冲突...enter_region |如果不等于0，已上锁，再次循环 ret |返回调用程序，进入临界区 leave_region： move lock, #0 |置lock为0 ret |返回调用程序 自旋锁...自旋锁请参考我的另一篇文章，这里不再赘述。
写作目的 说到无锁，其实就是用cas，不过我在百度上搜java实现无锁队列的文章其实不多，所以自己用cas和volatile实现一下，线程安全那是必须的。...无锁队列 package untils; import java.lang.reflect.Field; import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger...} } public NoLockQueue() { this.maxSize = Integer.MAX_VALUE; //初始化节点...收获 其实JAVA 无锁队列/栈_meiyongdesan的博客-CSDN博客 这个里面使用AtomicReference实现的，主要想用他的cas;但是我感觉有些绕，所以就自己用unsafe类实现cas...参考 JAVA 无锁队列/栈_meiyongdesan的博客-CSDN博客 说说Java的Unsafe类 - 简书 关于通过Unsafe.getUnsafe()方法拿Unsafe对象抛出SecurityException
无锁化编程场景下的垃圾回收机制（二） 上一篇Blog介绍了无锁化编程场景下的一种垃圾回收机制，Epoch-based Memory Reclaimation（EB)。...本篇介绍另一种无锁化编程场景下的垃圾回收机制，Hazard Pointer（HP）。HP也是一种确定型GC。...HP的内存回收方法比较简单： 对无锁化编程场景下的每个线程，需要显式标注出该线程要竞争访问的共享对象，即线程把要竞争访问的对象的指针标注为危险指针（Hazard Pointer）， 访问结束后或取消标注该危险指针...Hazard Pointer（HP）的用法 采用HP作为GC的无锁化堆栈的入栈和出栈操作实现如下所示。...此外，LocalHP和GlobalHP要采用无锁化队列，来保证HP的实现也是无锁的。
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