比较交换和阻塞算法之间的性能比较

Question

我有一个ConcurrentLinkedQueue，用作底层数据结构。在每次put调用中，我都会向列表中添加一个唯一的递增值。我有这个方法的同步、比较和交换版本。当我有几个线程（例如，5个）并且总共进行了1000万次放入时，我发现同步版本的效果要好得多。当我有许多线程（例如，2000）并且总共执行相同数量的放入时，我发现CAS工作得更好。为什么CAS与线程较少的阻塞算法相比表现不佳？

// AtomicReference<Foo> latestValue that is initialized
    public void put(Double value) {
        Foo currentValue;
        while (true) {
            currentValue = latestValue.get();
            Foo newValue = new Foo(value);
            if (latestValue.compareAndSet(currentValue, newValue)) {
                historyList.add(newValue);
                return;
            }
        }
    }

统计

NON-BLOCKING
Threads 2000
Puts per thread 10000
Put time average    208493309
BLOCKING
Threads 2000
Puts per thread 10000
Put time average    2370823534

NON-BLOCKING
Threads 2
Puts per thread 10000000
Put time average    13117487385
BLOCKING
Threads 2
Puts per thread 10000000
Put time average    4201127857

Answer 1

TL；DR，因为在不受控制的情况下，JVM将优化synchronized并将其替换为CAS锁。

在您的CAS案例中，您有开销：即使CAS失败，您也要尝试进行一些计算。当然，与真正的互斥获取相比，这算不了什么，这通常发生在使用synchronized时。

但JVM并不愚蠢，当它看到您当前获取的锁是无争用的时，它只是用CAS锁替换真正的互斥锁（甚至在有偏见的锁的情况下用简单的存储）。因此，对于synchronized的两个线程，您只测量一个CAS，但对于您自己的CAS实现，您还测量分配Foo实例的时间，例如compareAndSet和get（）。

对于2000个线程，JVM不执行CAS优化，所以您的实现的性能优于预期的获取互斥对象。