底层原理---CAS原理

什么是CAS

简介

CAS是原子类的底层原理，同时也是乐观锁的原理，全称是Compare-And-Swap，“比较并交换”，他是一种思想、算法。

特点：可以避免使用互斥锁，当多个线程同时使用CAS更新同一个变量时，只有其中一个线程能操作成功，其他线程更新失败，更新失败的线程不会被阻塞。

思路

CAS实现的无锁算法是一种协商机制，互斥锁不存在协商机制，大家都会尝试抢占资源，利用CAS和利用互斥锁都可以保证并发安全。

CAS的缺点

ABA问题

决定CAS是否进行swap的判断标准是”当前的值和预期的值是否一致“。CAS检查的并不是值有没有发生变化，而是去比较这当前的值和预期值是不是相等。

解决方法：添加一个版本号，标记修改的版本。

自旋时间过长

单次的CAS不一定能执行成功，往往是配合循环来实现的，有时甚至是死循环，不停地进行重试，直到线程竞争不激烈的时候，才能修改成功。

所以在高并发的时候CAS的效率是不高的，因为可能比较一直是被修改的。

范围不能灵活控制

执行CAS时是针对某一个，而不是多个共享变量的。这个变量可能是Integer类型，也有可能是Long类型、对象类型等等。如果想对多个对象同时进行CAS操作并想保证线程安全的话，是比较困难的。

解决方法：利用一个新的类，整合刚才这一组共享变量，新的类中的多个成员变量就是刚才的那多个共享变量，再利用atomic包中的AtomicReference来把这个新对象整体进行CAS操作就可以保证线程安全