什么是CAS(compare and swap)？

CAS（Compare & Set，或是 Compare & Swap），即比較并交換，也是實(shí)現(xiàn)我們平時(shí)所說的自旋鎖或樂觀鎖的核心操作。

它的實(shí)現(xiàn)很簡單，就是用一個(gè)預(yù)期的值和內(nèi)存值進(jìn)行比較，如果兩個(gè)值相等，就用預(yù)期的值替換內(nèi)存值，并返回 true。否則，返回 false。

• CAS是線程并發(fā)算法時(shí)用到的一種技術(shù)
• CAS是原子操作，保證并發(fā)安全，而不是保證并發(fā)同步
• CAS是CPU的一個(gè)指令
• CAS是非阻塞的、輕量級的樂觀鎖

CAS的原子性是由CPU硬件指令實(shí)現(xiàn)保證的，即使用JNI調(diào)用native方法調(diào)用由C++編寫的硬件級別指令，jdk中提供了Unsafe類執(zhí)行這些操作。

為什么說CAS是樂觀鎖？

樂觀鎖，嚴(yán)格來說并不是鎖，通過原子性來保證數(shù)據(jù)的同步，比如說數(shù)據(jù)庫的樂觀鎖，通過版本控制來實(shí)現(xiàn)等，所以CAS不會(huì)保證線程同步。樂觀的認(rèn)為在數(shù)據(jù)更新期間沒有其他線程影響

CAS原理

CAS就是將內(nèi)存值更新為需要的值，但是有個(gè)條件，內(nèi)存值必須與期望值相同。舉個(gè)例子，期望值 E、內(nèi)存值M、更新值U，當(dāng)E == M的時(shí)候?qū)更新為U。

CAS應(yīng)用

由于CAS是CPU指令，我們只能通過JNI與操作系統(tǒng)交互，關(guān)于CAS的方法都在sun.misc包下Unsafe的類里 java.util.concurrent.atomic包下的原子類等通過CAS來實(shí)現(xiàn)原子操作。

CAS優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)
非阻塞的輕量級的樂觀鎖，通過CPU指令實(shí)現(xiàn)，在資源競爭不激烈的情況下性能高，相比synchronized重量鎖，synchronized會(huì)進(jìn)行比較復(fù)雜的加鎖，解鎖和喚醒操作。
缺點(diǎn)

ABA問題：線程C、D,線程D將A修改為B后又修改為A,此時(shí)C線程以為A沒有改變過，java的原子類AtomicStampedReference，通過控制變量值的版本來保證CAS的正確性。

自旋時(shí)間過長，消耗CPU資源：如果資源競爭激烈，多線程自旋長時(shí)間消耗資源。

CAS只能保證一個(gè)共享變量的原子操作。如果有多個(gè)變量，就只能采用別的方式：如悲觀鎖

CAS總結(jié)

CAS不僅是樂觀鎖，是種思想，我們也可以在日常項(xiàng)目中通過類似CAS的操作保證數(shù)據(jù)安全，但并不是所有場合都適合，

曾看過帖子說，能用synchronized就不要用CAS，除非遇到性能瓶頸，因?yàn)镃AS會(huì)讓代碼可讀性變差，這句話看大家怎么理解了。

拓展：
https://www.cnblogs.com/Mainz/p/3546347.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Java 锁之 CAS的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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