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并发基础之原子操作与原子变量

的值100到线程 2 到工作内存 线程 1 执行1运算得到结果101 线程 2 执行1运算得到结果101 线程 1 把101写入主内存中的counter变量 线程 2 把101写入主内存中的counter...变量 线程1和2都执行了+1运算,本来我们期望得到102,但却错误的得到了101这个值。...下面我们来试试使用原子变量。...如果我们运行这段代码,会发现它比前面提到的加锁方法效率高很多,加锁方法执行1亿次加法所用时间是使用原子变量的好几倍。为什么使用原子变量效率会高出这么多呢?...:首先从内存中读取a的值,然后求和并把求和结果存入变量a之中,即: 从内存读取变量a的值到寄存器 与2相 把相加后的结果存入变量a对应的内存 这明明是三步操作为什么能够保证原子操作呢,答案就在于xadd

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    浅墨: 聊聊原子变量、锁、内存屏障那点事(1)

    突然想聊聊这个话题,是因为知乎上的一个问题多次出现在了我的Timeline里:请问,多个线程可以读一个变量,只有一个线程可以对这个变量进行写,到底要不要加锁?...早在单核时代,使用锁或者原子变量就很容易达成这一目的。甚至因为CPU的一些访存特性,对某些内存对齐数据的读或写也具有原子的特性。...也就是说,有些内存对齐的数据的访问在CPU层面就是原子进行的(注意这里说的只是单次的读或者写,类似普通变量i的i++操作不止一次内存访问)。...注意这里我加粗了单核CPU这个关键字,那么到了多核心处理器的今天,该操作就不是原子了吗?不,依旧是原子的,但是出现了其他的干扰因素迫使可能需要额外的同步措施才能保证原本无锁代码的正确运行。...先介绍两个名词: Load/Read CPU读操作,是指将内存数据加载到寄存器的过程 Store/Write CPU写操作,是指将寄存器数据写回主存的过程 现代处理器的缓存一般分为三级,由每一个核心独享的L1

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    Java并发编程之原子变量

    原子变量最主要的一个特点就是所有的操作都是原子的,synchronized关键字也可以做到对变量原子操作。...而如果单单只是为了解决对变量原子操作,建议使用原子变量。...关于原子变量的介绍,主要涉及以下内容: 原子变量的基本概念 通过AtomicInteger了解原子变量的基本使用 通过AtomicInteger了解原子变量的基本原理 AtomicReference的基本使用...然后current一后赋值给next,调用我们的CAS原子操作判断value是否被别的线程修改过,如果还是原来的值,那么将next的值赋值给value并返回next,否则重新获取当前value的值,再次进行判断...incrementAndGet方法的一个很核心的思想是,在一之前先去看看value的值是多少,真正的时候再去看一下,如果发现变了,不操作数据,否则为value一。

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    Java并发编程-原子变量

    1. 原子性布尔 AtomicBoolean AtomicBoolean 类为我们提供了一个可以用原子方式进行读和写的布尔值,它还拥有一些先进的原子性操作,比如 compareAndSet()。...原子性整型 AtomicInteger AtomicInteger 类为我们提供了一个可以进行原子性读和写操作的 int 变量,它还包含一系列先进的原子性操作,比如 compareAndSet()。...原子性长整型 AtomicLong AtomicLong 类为我们提供了一个可以进行原子性读和写操作的 long 变量,它还包含一系列先进的原子性操作,比如 compareAndSet()AtomicLong...getAndIncrement() 和 incrementAndGet() 方法类似于 getAndAdd() 和 addAndGet(),但每次只将 AtomicLong 的值 1。...原子性引用型 AtomicReference AtomicReference 提供了一个可以被原子性读和写的对象引用变量

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    全面了解 Java 原子变量

    一、原子变量类简介 为何需要原子变量类 保证线程安全是 Java 并发编程必须要解决的重要问题。Java 从原子性、可见性、有序性这三大特性入手,确保多线程的数据一致性。...volatile 是轻量级的锁(自然比普通锁性能要好),它保证了共享变量在多线程中的可见性,但无法保证原子性。所以,它只能在一些特定场景下使用。...原子变量类的作用 原子变量类 比锁的粒度更细,更轻量级,并且对于在多处理器系统上实现高性能的并发代码来说是非常关键的。原子变量将发生竞争的范围缩小到单个变量上。...原子变量类相当于一种泛化的 volatile 变量,能够支持原子的、有条件的读/改/写操作。 原子类在内部使用 CAS 指令(基于硬件的支持)来实现同步。这些指令通常比锁更快。...原子变量类可以分为 4 组: 基本类型 AtomicBoolean - 布尔类型原子类 AtomicInteger - 整型原子类 AtomicLong - 长整型原子类 引用类型 AtomicReference

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    java并发编程学习: 原子变量(CAS)

    threads[i] = new Thread(new Next()); threads[i].start(); } } } 代码很简单,10个线程,1个共享变量...,每个线程在run的时候,将变量+1,反复运行多次,可能会输出类似下面的结果: 1 4 3 6 2 5 7 8 9 9 最后输出了2个9,显然有2个线程打架了,原因: i = i + 1,虽然只有一行代码...,但在计算机内部执行时,至少会拆成3条指令 a) 读取 i 的值,将其复制到本地的(副本)变量中 b) 将本地变量值+1 c) 将本地变量的值,覆盖到 i 上 假如有2个线程先后到达步骤a),但尚未完成步骤...} System.out.println(i); } } jdk的并发包里提供了很多原子变量,可以在"不加锁"(注:OS底层其实还是有锁的...2、先获取旧值,将其复制到一个局部变量上 3、将局部变量值+1 4、比较旧值是否变化,如果没变化,说明没有其它线程对旧值修改,直接将新值覆盖到旧值,并返回新值,退出循环 5、如果旧值被修改了,开始下一轮循环

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    Java 8并发教程:原子变量和ConcurrentMap

    本教程介绍了并发API的两个重要部分:原子变量和并发映射。 在最新的Java 8版本中引入了lambda表达式和功能编程,两者都得到了很大的改进。所有这些新功能都用一大堆易于理解的代码示例进行描述。...第1部分: 线程和执行器 第2部分: 同步和锁定 第3部分:原子变量和并发图  为了简单起见,本教程的代码示例使用这里定义的两个辅助方法sleep(seconds)和stop(executor)。...在内部,原子类大量使用比较和交换 (CAS),这是大多数现代CPU直接支持的原子指令。那些指令通常比同步通过锁快得多。 所以我的建议是更喜欢原子类超过锁,以防你只需要同时更改单个可变变量。...方法 incrementAndGet() 是一个原子操作,所以我们可以从多个线程安全地调用这个方法。  AtomicInteger支持各种原子操作。...但是,除了总结单个结果之外,这个类在内部维护一组变量以减少对线程的争用。 实际结果可以通过调用 sum() 或 sumThenReset() 。 当多线程的更新比读取更常见时,此类通常优于原子序号。

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    关于原子变量的一些事情

    如何避免多线程的竞争 传统的方法是向使用互斥锁volatile。互斥锁保证每次只有一个线程进行修改,volatile保证变量每次都从内存进行读取。...more /sys/devices/system/cpu/cpu1/cache/index0/coherency_line_size 64 也就是说,通过缓存一致性实现的原子变量的大小不能超过这个大小...这里需要注意的是, 引入了原子变量后, 又使用临时变量辅助计算, 会导致出现最开始提到的问题。 自旋锁 利用原子变量,我们可以实现一种自旋锁。...对于原子变量的相关操作, 默认值为memory_order_seq_cst. 多写一读无锁队列 原子变量的另一个用途是实现多写一读的无锁队列....基本原理是: 多个writer先抢占队列尾(tail为原子变量), 申请空间. 然后对这块独占的空间进行写操作, 写完成后, 在这块独占空间的某个字段种设置完成标志.

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    多线程之原子变量CAS算法(二)

    上篇博文,我们介绍了多线程之内存可见性Volatile(一),但是也遗留了一个问题,如何保证变量的"原子性操作(Atomic operations)"?...不能保证原子性,有一点局限: 因为在32位(4字节)处理器中,Java中读取long类型变量不是原子的,需要分成两步,如果一个线程正在修改该long变量的值,另一个线程可能只能看到该值的一半(前32位...但是对一个volatile型的long或double变量的读写时原子的。详解 这篇博文,我们给出另外一个解决方案:原子变量CAS算法。...int i = 10; i = i++; //10 //i++,实际上执行了下面三步: int temp = i; i = i + 1; i = temp; 只有这三步同时执行成功或失败,就是一个原子操作...10子线程并发访问serialNumber,不断执行1操作,保证原子性。原理图: ?

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    两个线程对变量i进行1操作,结果如何?

    梳理博客,写到关于两个线程对变量i进行1操作,结果如何?为什么?如何解决?首先分析问题,多线程环境对共享变量发生修改,经典的线程安全问题,通过解决问题的思路拓展。...1--错误的常规写法 public static int i=0; public static void add(){ i=i+1; action(); } public static...t1.start(); t2.start(); } 运行结果==> ==>t1:1 ==>t2:2 ==>t1:2 ==>t2:1 ==>t1:2 ==>t2:2 每次运行结果不一致...,多线程环境下,t1对共享内存中的i进行+1操作,但未将值刷新到主内存,此时恰好t2也对i取到还是0进行+1操作,使得最后结果i都为1,同理t1处理完为1,t2处理完为2。...t1.start(); t2.start(); } } 分布式锁:保证多个节点同步执行 实现方案:1

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    并发编程之CAS算法与原子变量详解

    前言 在并发编程中,CAS算法和原子变量是实现并发控制的关键技术之一。本文将详细介绍CAS算法和原子变量的原理、使用方法和注意事项,包括它们的优点、缺点和适用范围。...二、CAS算法使用场景和缺点1.CAS算法使用场景共享变量叠加的时候,比如volatile修饰解决不了原子问题批量插入进行排序时lambda表达式里面 + 操作时(其实算是Lambda表达式下访问外部变量...三、原子变量 原子变量是一种可以在不使用锁的情况下实现并发控制的数据结构。它提供了一些原子操作,比如原子加法、原子减法、原子取反等,这些操作都是不可分割的,即不会被其他线程打断。...1.变量原子性问题我们都知道,在多线程环境下,使用volatile对共享变量进行叠加i++操作,会出现结果跟实际结果不一致,i++实际上分为“读-改-写”,实际是有这样的:int temp = i;i...= i+1;i = temp; 这样多线程同时操作,就有可能出现意想不到的结果。

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    Linux内核29-原子操作

    1 引言 汇编指令读写内存变量的过程我们称为read-modify-write,简称为RMW操作。也就是说,它们读写一个内存区域两次,第一次读取旧值,第二次写入新值。...计算result=result+i; (2)将result的结果存入v->counter地址处,这一步操作是否成功的结果写入到tmp临时变量中; (3)判断tmp是否等于0; (4)第(3)结果如果等于...0,则成功;如果不等于0,则跳转到标签1处继续执行,直到成功。...3 Linux原子操作 但是,我们在编写完C代码后,编译器不能保证给你使用原子指令进行替代。因此,Linux内核提供了atomic_t类型变量并提供了相关的操作函数和宏(如表5-4所示)。...表5-4 Linux中的原子操作 返回 *v

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