非阻塞队列
非阻塞队列
首先我们要简单的理解下什么是非阻塞队列:
与阻塞队列相反,非阻塞队列的执行并不会被阻塞,无论是消费者的出队,还是生产者的入队。 在底层,非阻塞队列使用的是CAS(compare and swap)来实现线程执行的非阻塞。
非阻塞队列简单操作
与阻塞队列相同,非阻塞队列中的常用方法,也是出队和入队。
入队方法:
n add():底层调用offer();
n offer():Queue接口继承下来的方法,实现队列的入队操作,不会阻碍线程的执行,插入成功返回true; 出队方法:
n poll():移动头结点指针,返回头结点元素,并将头结点元素出队;队列为空,则返回null;
n peek():移动头结点指针,返回头结点元素,并不会将头结点元素出队;队列为空,则返回null;
➢ 非阻塞算法CAS
首先我们需要了解悲观锁和乐观锁
悲观锁:假定并发环境是悲观的,如果发生并发冲突,就会破坏一致性,所以要通过独占锁彻底禁止冲突发生。有一个经典比喻,“如果你不锁门,那么捣蛋鬼就回闯入并搞得一团糟”,所以“你只能一次打开门放进
一个人,才能时刻盯紧他”。
乐观锁:假定并发环境是乐观的,即,虽然会有并发冲突,但冲突可发现且不会造成损害,所以,可以不加任何保护,等发现并发冲突后再决定放弃操作还是重试。可类比的比喻为,“如果你不锁门,那么虽然捣蛋鬼会闯入,但他们一旦打算破坏你就能知道”,所以“你大可以放进所有人,等发现他们想破坏的时候再做决定”。 通常认为乐观锁的性能比悲观所更高,特别是在某些复杂的场景。这主要由于悲观锁在加锁的同时,也会把某些不会造成破坏的操作保护起来;而乐观锁的竞争则只发生在最小的并发冲突处,如果用悲观锁来理解,就是“锁的粒度最小”。但乐观锁的设计往往比较复杂,因此,复杂场景下还是多用悲观锁。
首先保证正确性,有必要的话,再去追求性能。
CAS
乐观锁的实现往往需要硬件的支持,多数处理器都都实现了一个CAS指令,实现“Compare And Swap”的语义(这里的swap是“换入”,也就是set),构成了基本的乐观锁。
CAS包含3个操作数:
n 需要读写的内存位置V
n 进行比较的值A
n 拟写入的新值B
当且仅当位置 V 的值等于A 时,CAS 才会通过原子方式用新值 B 来更新位置 V 的值;否则不会执行任何操作。无论位置V的值是否等于A,都将返回V原有的值。
一个有意思的事实是,“使用CAS控制并发”与“使用乐观锁”并不等价。CAS只是一种手段,既可以实现乐观锁,也可以实现悲观锁。乐观、悲观只是一种并发控制的策略。