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Golang CAS操作

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用户4080233
发布2024-07-04 13:47:32
1870
发布2024-07-04 13:47:32

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

代码语言:Golang
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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

代码语言:Golang
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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

  • 在CAS失败时,会一直循环尝试,给CPU造成很大的开销
  • 一次只能保证一个共享变量的原子操作
  • ABA问题-变量曾经被改过,CAS无法感知,可以通过变量版本解决

原创声明:本文系作者授权腾讯云开发者社区发表,未经许可,不得转载。

如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

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