并发之CAS&Atomic 原子操作

什么是原子性？

• 相信很多同学在工作中经常使用事务，事务的一大特性就是原子性（事务具有ACID四大特性)，一个事务包含多个操作，这些操作要么全部执行，要么全都不执行。
• 并发里的原子性和原子操作是一样的内涵和概念，假定有两个操作A和B都包含多个步骤，如果从执行A的线程来看，当另一个线程执行B时，要么将B全部执行完，要么完全不执行B，执行B的线程看A的操作也是一样的，那么A和B对彼此来说是原子的。

什么是原子操作？如何实现原子操作？

实现原子操作可以使用锁， 锁机制， 满足基本的需求是没有问题的了， 但是 有的时候我们的需
求并非这么简单，我们需要更有效，更加灵活的机制。synchronized 关键字是基于阻塞的锁机制，也就是说当一个线程拥有锁的时候， 访问同一资源的其它线程需要等待，直到该线程释放锁。
这里会有些问题：

• 首先，如果被阻塞的线程优先级很高很重要怎么办？
• 其次， 如果获得锁的线程一直不释放锁怎么办？同时，还有可能出现一些例如死锁之类的情况
• 最后， 其实锁机制是一种比较粗糙，粒度比较大的机制，相对于像计数器这样的需求有点儿过于笨重。为了解决这个问题，Java提供了Atomic系列的原子操作类。

这些原子操作类其实是使用当前的处理器基本都支持CAS的指令，比如Intel的汇编指令cmpxchg，每个厂家所实现的具体算法并不一样，但是原理基本一样。每一个CAS操作过程都包含三个运算符：一个内存地址V，一个期望的值A和一个新值B，操作的时候如果这个地址上存放的值等于这个期望的值A，则将地址上的值赋为新值B，否则不做任何操作
CAS的基本思路就是，如果这个地址上的值和期望的值相等，则给其赋予新值，否则不做任何操作，但是要返回原值是多少。自然CAS操作执行完成时，在业务上不一定完成了，这个时候我们就会对CAS操作进行反复重试，于是就有了循环CAS。很明显，循环CAS就是在一个循环里不断的做cas操作，直到成功为止。Java中的Atomic系列的原子操作类的实现则是利用了循环CAS 来实现。