1.什么是CAS操作？
2.CAS操作用來(lái)干什么？
3.java中的CAS操作是怎么實(shí)現(xiàn)的？
4.CAS操作有什么優(yōu)點(diǎn)？有什么缺點(diǎn)？會(huì)帶來(lái)什么問(wèn)題？怎么解決？

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1.Q:什么是CAS操作？
A：
CAS是compare and swap，基本過(guò)程是：
存在三個(gè)值，一個(gè)是變量在內(nèi)存中的值V，一個(gè)是該線程期望該變量的值A(chǔ)，另一個(gè)是該線程要把該變量修改為的值B。
當(dāng)線程期望的值等于變量在內(nèi)存的值時(shí)，把該變量修改為值B。

2.Q：CAS操作用來(lái)干什么？
A：
CAS可以保證變量的線程安全。（是對(duì)變量的操作為原子操作）

CAS可以保證變量的操作是原子操作。從而在只需要保證變量線程安全時(shí)，替代synchronized來(lái)避免加鎖解鎖的性能消耗，提高性能。

在jdk1.6后的synchronized鎖升級(jí)的過(guò)程中，輕量級(jí)鎖使用的就是CAS操作，輕量級(jí)鎖處理的是有少量線程競(jìng)爭(zhēng)的情況，CAS操作配上和它關(guān)系緊密的自旋操作，這樣做的好處也是避免加鎖解鎖，減少性能消耗。

3.Q:java中的CAS操作是怎么實(shí)現(xiàn)的？
A：
用unsafe類調(diào)用的native方法實(shí)現(xiàn)的，native方法是可以直接訪問(wèn)操作系統(tǒng)底層的c/c++方法。

4.Q:CAS操作有什么優(yōu)點(diǎn)？有什么缺點(diǎn)？會(huì)帶來(lái)什么問(wèn)題？怎么解決？
A：
優(yōu)點(diǎn)：在只需要保證變量的線程安全時(shí)，可以替代synchronized來(lái)避免加鎖解鎖，降低性能消耗。

缺點(diǎn)：1.當(dāng)線程競(jìng)爭(zhēng)大的時(shí)候，線程等不到內(nèi)存中的值和自己期望的值相等，就一直自旋。此時(shí)cpu資源負(fù)載很大。
2.會(huì)造成ABA問(wèn)題。

什么是ABA問(wèn)題？為什么會(huì)造成ABA問(wèn)題？該怎么解決？

ABA過(guò)程：
有三個(gè)線程：
線程1.期望的值為A，要修改為B
線程2.期望的值為A，要修改為B (被阻塞)
線程3.還沒讀取值，要修改為A

因?yàn)?strong>一個(gè)請(qǐng)求產(chǎn)生了兩個(gè)線程，就出了問(wèn)題。

此刻內(nèi)存中的值為A，線程1把它修改為B。線程2暫時(shí)阻塞，當(dāng)線程3讀取的時(shí)候?yàn)锽，然后把它修改為A。最后線程2看到現(xiàn)在為A，則又把它修改為了B。

這個(gè)過(guò)程看起來(lái)好像沒有問(wèn)題，但是當(dāng)只有一個(gè)請(qǐng)求，卻產(chǎn)生兩個(gè)線程（線程1，線程2）時(shí)就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。

舉一個(gè)銀行轉(zhuǎn)賬的例子：
用戶余額為100，當(dāng)他轉(zhuǎn)走50時(shí)，應(yīng)該剩下50。然后他又充了50，最后結(jié)果應(yīng)該是100才對(duì)。

但是當(dāng)轉(zhuǎn)錢操作有同時(shí)兩個(gè)線程做的時(shí)候，線程1先把余額從100修改為了50，線程2暫時(shí)阻塞。然后充錢操作，線程3把余額從50修改為了100。但是當(dāng)線程3看到此時(shí)為100，最后則錯(cuò)誤地把余額修改為了50。這樣就造成了問(wèn)題。

解決方法是：給線程修改變量（進(jìn)行CAS,compare and set）時(shí)加上版本號(hào)。

比如轉(zhuǎn)錢操作對(duì)應(yīng)版本號(hào)01線程才能修改，線程1不僅變量值對(duì)上了，版本號(hào)也對(duì)上了為01。所以就修改。
到線程2恢復(fù)運(yùn)作時(shí)，此時(shí)中間已經(jīng)有多個(gè)操作發(fā)生，版本號(hào)已經(jīng)變化，因?yàn)?strong>版本號(hào)不一致，所以線程2修改失敗。

AtomicStampedReference原子類就實(shí)現(xiàn)了CAS操作的版本號(hào)驗(yàn)證，可以有效解決ABA問(wèn)題。

加上相應(yīng)的版本號(hào)是解決ABA問(wèn)題的有效方法。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的3.CAS操作（轻量级锁）的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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