不安全的compareAndSwapInt与同步

Question

我发现几乎所有高级同步抽象（例如Semaphore，CountDownLatch，java.util.concurrent中的Exchanger）和并发集合都使用Unsafe中的方法（例如compareAndSwapInt方法）来定义关键部分。同时，我希望同步块或方法将用于此目的。您能否解释一下，不安全方法（我的意思是仅可以原子设置值的方法）比同步更有效，为什么会这样呢？

Answer 1

synchronised如果您希望等待很长时间（例如毫秒），则使用效率更高，因为线程可能会进入睡眠状态并释放CPU来执行其他工作。

compareAndSwap如果您希望操作很快发生，则使用效率更高。这是因为这是一条简单的机器代码指令，并且只需10 ns。但是，如果资源占用严重，则该指令必须忙于等待，并且如果无法获取所需的值，则它会忙于消耗CPU直到执行此操作。

如果使用堆外内存，则可以控制共享数据的布局，并避免错误共享（同一缓存行由多个CPU更新）。当您有多个值可能要独立更新时，这一点很重要。例如用于环形缓冲区。

注意，内部实现的典型JVM（例如，热点）将经常使用的比较并交换硬件指令作为部分所述的synchronized实施，如果这样的指令是可用的（例如，。86），而其他常见的替代方案是LL / SC（例如，POWER，ARM）。一种典型的策略，该策略为快速路径使用比较和交换（或等效协议）尝试获取锁（如果锁空闲），然后可能会发生短暂的自旋循环，最后如果失败则无法回到操作系统级别阻塞原语（例如futex，Events）。细节远不止于此，它包括诸如偏置锁定之类的技术，并且最终取决于实现方式。