使用CAS技术实现无锁并发,保证线程安全--之单例模式应用

半卷清詞

CAS是项乐观锁技术,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,并可以再次尝试。实现单例的方式如下:

import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference;
/**
 * 使用CAS保证线程安全
 * @author shixiangcheng
 * 2019-12-20
 */
public class Singleton {
    private static final AtomicReference<Singleton> INSTANCE=new AtomicReference<Singleton>();
    private Singleton(){}
    public static Singleton getInstance(){
        for(;;){
            Singleton singleton=INSTANCE.get();
            if(singleton!=null){
                return singleton;
            }
            singleton=new Singleton();
            if(INSTANCE.compareAndSet(null, singleton)){
                return singleton;
            }
        }
    }
}

用CAS的好处在于不需要使用传统的锁机制来保证线程安全,CAS是一种基于忙等待的算法,依赖底层硬件的实现,相对于锁它没有线程切换和阻塞的额外消耗,可以支持较大的并行度。
CAS的一个重要缺点在于如果忙等待一直执行不成功(一直在死循环中),会对CPU造成较大的执行开销。
另外,如果N个线程同时执行到singleton = new Singleton();的时候,会有大量对象创建,很可能导致内存溢出。

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