CAS无锁算法

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本文详细解析了CAS(CompareAndSwap)原理及其在多线程环境中的应用，阐述了乐观锁技术如何通过CAS实现线程间的高效同步，避免死锁。同时介绍了Java5.0中引入的原子变量类，如何利用CAS提升并发性能。

1.原理

CAS(Compare And Swap)，CAS有三个操作数，内存值V，旧的预期值A，要修改的新值B，当且仅当预期值A和内存值V相同时，将内存值V修改为B，否则什么都不做。
CAS是乐观锁技术，当多个线程尝试使用CAS同时更新同一个变量时，只有其中一个线程能更新变量的值，而其他线程都失败，失败的线程并不会被挂起，而是被告知这次竞争中失败，可以再次尝试。

int compare_and_swap(int reg,int oldval,int newval){
　　 ATOMIC();
　　int old_reg_val = reg;
   　　 if(old_reg_val == oldval)
  　　　  rag = newval;
  　　　  END_ATOMIC();
  　  return old_reg_val;
}

　代码意思就是当两者进行比较时，如果相等，证明共享数据没有被修改，替换成新值，然后继续往下运行；如果不相等，说明共享数据已经被修改，放弃已经所做的操作，然后重新执行刚才的操作。
例子：
int i=3;
A进程和B进程都要执行i++操作：

2.原理变量类

Java5.0引入了底层的支持，在int、long和对象引用等类型上也都公开了CAS操作，并且JVM把它们编译为底层硬件提供的最有效方法。在支持CAS的平台，运行时把它们编译为相应的（多条）机器指令。最坏的情况下，如果不支持CAS指令，那么JVM将使用自旋锁。因此Java提供的CAS解决方案就与平台/编译器紧密相关，其性能也受平台/编译器影响。
原子变量类（例如java.util.concurrent.atomic中的AtomicXxx）就使用了这种高效的CAS操作。