java乐观锁的一种实现CAS

什么是CAS

CAS：compare and swap，即比较并交换。CAS即java乐观锁的一种实现，CAS依靠的是CPU来实现的(java中的CAS类内部实现属于native方法，由JVM本地实现)，属于硬件级别的操作。

锁的分类

悲观锁(例如互斥同步)：synchronized是独占锁即悲观锁，会导致其他所有需要锁的线程挂起，等待持有锁的线程释放锁。

乐观锁：每次不加锁而是假设没有冲突而去完成某种动作，如果因为冲突失败就不断重试，直到成功为止。

注：悲观锁每次都要进行加锁，无论是否会出现竞争。而java的线程是映射到操作系统的原生线程之上的，如果要阻塞或唤醒一个线程，都需要操作系统来帮忙完成，这就需要从用户态转换到核心态中，因此状态转换需要耗费很多的处理器时间。而乐观锁不会让线程进行阻塞，而是不断的去尝试完成某种动作，开销比悲观锁小，不过安全性不如悲观锁，因此仅必要情况使用synchronized。

乐观锁CAS的实现

有三个值：一个当前内存值V、旧的预期值A、将更新的值B。先获取到内存当中当前的内存值V，再将内存值V和原值A作比较，要是相等就修改为要修改的值B并返回true，否则什么都不做，并返回false。
注：前后获取值相同，判断没有线程在对该值进行写操作，判断没有冲突。

CAS的特点

CAS是一组原子操作，不会被外部打断。CAS属于硬件级别的操作(利用CPU的CAS指令，同时借助JNI来完成的非阻塞算法)，效率比加锁操作高。

CAS的问题

ABA问题：如果变量V初次读取的时候是A，并且在准备赋值的时候检查到它任然是A，那能说明它的值没有被其它线程修改过了吗？如果在这段期间曾经被改成B，然后又改回A，那CAS操作就会误认为它从来没有被修改过。

java中的CAS类

类AtomicInteger、类AbstractQueuedSynchronizer(JUC中非常重要的一个类，作为JAVA中多种锁实现的父类，其中有很多地方使用到了CAS操作以提升并发的效率)等。