CAS 在 JDK 中有哪些应用场景?请举例说明。

CAS 在 JDK 中有很多应用,主要集中在 java.util.concurrent 包下,这个包提供了 Java 并发编程的一些基础设施。以下是一些具体的例子:

  1. AtomicInteger 和 AtomicLong:这两个类提供了一组原子操作,如 get、set、incrementAndGet(自增并返回新值)等,底层都是基于 CAS 实现的。

  2. AtomicReference:这个类提供了对引用类型的原子操作。例如,我们可以使用它来实现一个无锁的链表或栈。

  3. ConcurrentHashMap:这个类是一个线程安全的哈希表,它的部分功能(例如 putIfAbsent、remove、replace 等)就是基于 CAS 实现的。

  4. LongAdder 和 DoubleAdder:这两个类是 Java 8 新增的,用于支持多线程下的长整数和双精度浮点数的加法操作。它们的实现思路是将热点数据分离,也就是将一个变量分散成多个变量,每个线程操作自己的变量,最后再合并结果,这样可以减少线程间的竞争。这种设计背后也是基于 CAS 操作的。

这些类和功能,都是 Java 并发编程中的基础设施,为开发者提供了一种高效并且线程安全的方式来处理并发数据。

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