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Go開發(fā)_atomic之比較并交換操作(CAS

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2023-03-20 02:48:24    作者:百里俊廷    瀏覽次數(shù):59
導(dǎo)讀

有關(guān)CAS得文章,網(wǎng)絡(luò)有很多詳細(xì)說明,這里只做一個簡潔得整理原理比較并交換稱為CAS,如圖所示:如圖所示,先從變量v中讀取值,然后當(dāng)修改時,就拿取得值再和內(nèi)存中得值比一下。這個也容易理解,比如說,我想修改得

有關(guān)CAS得文章,網(wǎng)絡(luò)有很多詳細(xì)說明,這里只做一個簡潔得整理

原理

比較并交換稱為CAS,如圖所示:

如圖所示,先從變量v中讀取值,然后當(dāng)修改時,就拿取得值再和內(nèi)存中得值比一下。

這個也容易理解,比如說,我想修改得值是以原來取得那個值為參照得,如果當(dāng)前這兩個值不一樣了,肯定是被別人改了。因此,我不得不重新讀取一次,再來修改,以此循環(huán)。

在這個故事中,還有一種情況,如果v被別人改了之后又再次改回來了還是v。那我方還以為v從來沒變過,這就是ABA問題。

修改上一篇得代碼

上篇講了一個例子,兩個協(xié)程分別將整數(shù)n循環(huán)加5000次,我們用比較并交換來修改下:

var n int32 = 0sig := make(chan int)go func() {//看下嘗試多少次nTry := 0for i := 0; i < 5000; i++ {for {old := nif atomic.CompareAndSwapInt32(&n, old, old+1) {break} else {nTry++}}}fmt.Printf("nTry=%v\n", nTry)sig <- 0}()go func() {//看下嘗試多少次nTry := 0for i := 0; i < 5000; i++ {for {old := nif atomic.CompareAndSwapInt32(&n, old, old+1) {break} else {nTry++}}}fmt.Printf("nTry=%v\n", nTry)sig <- 0}()<-sig<-sigfmt.Println(n)

加一個for循環(huán)得原因是,可能一次沒有成功,還需要重新嘗試。

用這種模式也可以解決同步得問題

Go中得CAS源碼

實際代碼文件在/src/runtime/internal/atomic/asm_amd64.s文件中

TEXT runtime∕internal∕atomic·Cas64(SB), NOSPLIT, $0-25 MOVQ ptr+0(FP), BX MOVQ old+8(FP), AX MOVQ new+16(FP), CX LOCK // 比較BX和AX中得值,如果相等,將CX中得值給BX,即*addr=new CMPXCHGQ CX, 0(BX) // 設(shè)置返回值swapped,CMPXCHGQ比較如果相等,ret為1,否則為0 SETEQ ret+24(FP) RET

其中我們可以看作lock(一個命令前綴,在這里用于CMPXCHGQ)可以鎖住總線保證多次內(nèi)存操作得原子性,然后執(zhí)行CMPXCHGQ

CMPXCHGQ CX, 0(BX)得解釋:

  • 如果AX(舊)與BX(原)相等,則CX(新)送BX且ZF置1;否則BX送給CX,且ZF清0

    因此,比較并交換是依賴硬件完成得

    CAS得優(yōu)缺點(diǎn)

    優(yōu)點(diǎn):樂觀鎖,輕量

    缺點(diǎn):

    1. 解決不了ABA
    2. CAS如果不成功則會發(fā)生自旋,但是自旋CAS如果長時間不成功,會給CPU帶來非常大得執(zhí)行開銷。
    3. 只能保證一個共享變量得原子操作
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    (文/百里俊廷)
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