面试让简单说一下CAS，CAS的优缺点

最新推荐文章于 2024-06-08 23:28:00 发布

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本文详细介绍了CAS（比较并交换）机制的基本原理及其在Java并发包JUC中的应用。CAS是一种重要的同步方式，它属于乐观锁机制，与传统的悲观锁synchronized相比，能够提供更高的并发性能。文章还探讨了CAS存在的问题，如ABA问题、循环时间开销大以及只能保证单个共享变量的原子操作等问题，并提出了相应的解决方案。

CAS的重要性

众所周知，JUC包是一个线程安全的包，而这个包是完全建立在CAS之上的，没有CAS就不会有此包，由此可见CAS的重要性。

CAS介绍

CAS是英文Compare and Swap的缩写，是比较并交换的意思。

CAS机制中使用了3个基本操作数：内存地址V，旧的预期值A，新值B。

简单说明一下：就是在更新一个变量的时候，只有当变量的预期值A和内存地址V当中的实际值相同时，才会将内存地址V对应的值修改成B。

从思想上来说，synchronized属于悲观锁，悲观的认为程序中的并发情况严重，所以得严防死守，这也就导致性能下降。CAS属于乐观锁，乐观的认为程序中的并发情况没有那么严重，所以让线程不断的去重试更新。

CAS的缺点

1、ABA问题

如一个值原来是A，然后变成了B，最后又变成了A，那么使用CAS进行检查时会发现它的值没有发生变化，但实际上是发生了变化的。解决ABA问题的思路就是使用版本号，在变量前面追加一个版本号，如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。

2、循环时间长开销大

CAS如果不成功则会发生自旋，但是自旋CAS如果长时间不成功，会给CPU带来非常大的执行开销。

3、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，这个时候就可以用到锁。或者有一个取巧的办法，就是把多个共享变量合并成一个共享变量来操作。比如有两个共享变量i=1，j=2，合并成ij=12，然后用CAS来操作ij。从Java1. 5开始JDK提供了AtomicReference类来保证引用对象直接的原子性，那就可以把多个变量放在一个对象里面来进行CAS操作。