每日一问：谈谈 synchronized 和 CAS 机制

昨天的文章 我们针对 Java 语言的 "happends-before" 原则做了一个非常简单的表述，以致于有同学提到我这个话语的严谨性问题。而这个原则在 Java 语言里面非常重要，以致于我必须重新引用一下相关书籍的话来进行论述。

"happends-before" 先行发生原则是 Java 内存模型中定义的两项操作之间的偏序关系，如果说操作 A 先行发生于操作 B，那么操作 A 产生的影响一定应该被操作 B 所观察到。

而对于我们 volatile 保证的可见性， synchronized 和 final 关键字也同样可以做到。那我们今天就来简单讲一下我们非常常用的 synchronized 和似乎在 Android 中少有听到的 CAS 机制。

synchronized 和 CAS 的区别

synchronized 采用的是 CPU 悲观锁机制，即线程获得的是独占锁。独占锁就意味着 其他线程只能依靠阻塞来等待线程释放锁。而在 CPU 转换线程阻塞时会引起线程上下文切换，当有很多线程竞争锁的时候，会引起 CPU 频繁的上下文切换导致效率很低。尽管 Java1.6 为 synchronized 做了优化，增加了从偏向锁到轻量级锁再到重量级锁的过度，但是在最终转变为重量级锁之后，性能仍然较低。

CAS 是英文单词 Compare And Swap 的缩写，翻译过来就是比较并替换。它当中使用了3个基本操作数：内存地址 V，旧的预期值 A，要修改的新值 B。采用的是一种乐观锁的机制，它不会阻塞任何线程，所以在效率上，它会比 synchronized 要高。所谓乐观锁就是：每次不加锁而是假设没有冲突而去完成某项操作，如果因为冲突失败就重试，直到成功为止。

所以，在并发量非常高的情况下，我们尽量的用同步锁，而在其他情况下，我们可以灵活的采用 CAS 机制。

那些地方采用了 CAS 机制

在 java.util.concurrent.atomic 包下，一系列以 Atomic 开头的包装类。例如AtomicBoolean，AtomicInteger，AtomicLong 等，它们就是典型的利用 CAS 机制实现的原子操作类。

此外，Lock 系列类的底层实现以及 Java 1.6 在 synchronized 转换为重量级锁之前，也会采用到 CAS 机制。

关于 CAS 机制的更多相关信息请移步：
漫画：什么是CAS机制？（进阶篇）