前言 CAS(Compare and swap)是并发编程中一种不使用锁的非阻塞实现方式。CAS是CPU指令,CAS是乐观锁技术,当多个线程尝试使用CAS同时更新同一个变量时,只有其中一个线程能更新变量的值,而其它线程都失败,失败的线程并不会被挂起,而是被告知这次竞争中失败,那么就可以再次尝试。
Go中使用CAS通常是结合for 无限循环 来实现原子化更新操作:
for {
// 假设data为共享变量,同一时刻可能有多个线程会更新它
old := data
ok := atomic.CompareAndSwapInt64(&data, old, new)
if ok {
return new
}
}
CompareAndSwap会先进行比较,如果data的值等于old,那么就会执行替换操作并返回true,如果不等于,则说明已经被其他线程操作了就返回false,所以它并不一定总能成功,尤其是在并发大的情况下,所以使用for循环来自旋。当同步冲突出现的机会很少时,这种假设能带来较大的性能提升。
实践 以下实现了一个计数器
package main
import (
"fmt"
"sync"
"sync/atomic"
)
var (
counter int32 //计数器
wg sync.WaitGroup //信号量
)
func main() {
nums := 10000
// 开启多个goroutine
for i := 0; i < nums; i++ {
wg.Add(1)
go incCounter(i)
}
wg.Wait()
fmt.Println(counter)
}
func incCounter(index int) {
defer wg.Done()
// 自旋次数
spinNum := 0
for {
//CAS操作
old := counter
ok := atomic.CompareAndSwapInt32(&counter, old, old+1)
if ok {
break
} else {
spinNum++
}
}
if spinNum > 0 {
fmt.Printf("goroutine: %d, spinnum: %d\n", index, spinNum)
}
}
CAS缺点
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