CAS操作——Java并发编程

CAS（Compare and swap）比较并交换操作是一种常见的并发控制方法，用于实现原子性更新共享变量的值。

Java并发编程中CAS操作需要输人两个数值，一个旧值(期望操作前的值)和一个新值，在操作期间先比较旧值有没有发生变化，如果没有发生变化，才交换成新值，发生了变化则不交换。

CAS操作是原子性的，多线程并发使用CAS修改数据时，可以不用加锁。

CAS三大问题

一、ABA问题：

如果一个值原来是A，变成了B，又变成了A，那么使用CAS进行检查时会发现它的值没有发生变化，但是实际上却变化了。

解决思路

使用版本号。在变量前面追加上版本号，每次变量更新的时候把版本号加1，那么A→B→A就会变成1A→2B→3A。

二、 循环时间开销大

自旋CAS如果长时间不成功，会给CPU带来非常大的执行开销。

解决思路

设置自旋次数。

三、只能保证一个共享变量的原子操作

当对一个共享变量执行操作时，我们可以使用循环CAS的方式来保证原子操作，但是对多个共享变量操作时，循环CAS就无法保证操作的原子性。

解决思路

这个时候就可以用锁synchronized。还有一个取巧的办法，就是把多个共享变量合并成一个共享变量来操作。

CAS操作具有以下几个优点：

• 可以避免多线程条件下的竞态问题。

• 不会像传统锁机制那样引起线程阻塞和上下文切换的开销。

• 具备高并发性能和适应性，可以应用于各种高并发场景中。

靠CAS不加锁 可以保证多线程下安全且正确的计算，低并发时，还好，但高并发时， 会造成CPU浪费，性能不好。（因为对比不正确时，还要重新计算，CAS无限循环）