CAS底层实现原理

CAS底层实现原理
1.首先什么是CAS?
Compare And Swap =========>compareAndSwapInt，它是一条CPU并发原语。它的功能时判断内存的某个位置的值是否为预期值，如果是则更改为新的值，这个过程是原子的。

CAS并发原语体现在JAVA语言中就是sunmisc.Unsafe类中的各个方法。调用Unsafe类的CAS方法，JVM会帮我们实现CAS汇编指令。这是一种完全依赖于硬件的功能。通过它实现了原子操作，再次强调，由于CAS是一种系统原语，原语属于操作系统英语范畴，是由若干条指令组成的，用于完成某个功能的一个过程，并且原语的执行必须是连续的，在执行的过程中的不允许被打断。也就是说CAS是一条CPU原语的原子指令，不会造成所谓的数据不一致问题。也就是我们常说的线程是安全的。
2.CAS底层原理是什么，如何实现的？
一是自旋锁
二是Unsafe类

(1).Unsafe是CAS的核心类，由于Java方法无法直接访问底层系统，而是通过本地(native)方法来访问，Unsafe相当于一个后门。基于该类可以知己操作特定内存的数据。Unsafe类存在于sun.misc(jre文件夹下rt.jar)包中，其内部方法操作可以像C的指针一样直接操作内存，因为java中的CAS操作的执行依赖于Unsafe类的方法。
注意:Unsafe类中的所有方法都是native修饰的，也就是说Unsafe类中的所有方法都可以直接调用操作系统。
(2).变量valueOffset，表示该变量值在内存中的偏移地址（内存地址）,因为Unsafe就是根据内存偏地址获取数据的

(3).变量value用volatile修饰，保证了多线程之间的内存可见性。
3.CAS源码解析

var1–当前对象
var2–内存地址
var4–要增加的值
先取到当前对象的地址里面的值，然后在比较看当前对象地址的值是否发生改变，返回true则var5+var4,flase的话再次进行循环，直至返回true为止。
4.CAS的缺点
(1).循环时间长开销大，如果CAS失败，会一直进行尝试，如果CAS长时间不成功，可能会给CPU带来很大的开销。
(2).只能保证一个共享变量的原子操作，对多个共享变量操作时，循环CAS就无法保证操作的原子性，这个时候就可以用加锁的方式来保证原子性。