谈一谈Java中的CAS

1、什么是CAS？

CAS，compare and swap，即比较并且交换，是在一种无锁的状态下保证多个线程对一个值进行更新的。

2、CAS是如何对值进行更改的？

我们来看一张流程图：

首先在你要更改一个值的时候，它会先获取这个值的当前值进行记录（A），然后在你更改了之后，会对这个值最新的值进行获取（C），比较现在的值和你最初获取的值是不是相同，如果相同的话，就把想要更改的结果赋值给这个值，不同的话，则说明有其他线程进行了更改，赋值就会失败。
但是，就算赋值是成功的，也不代表这个值没有别的线程进行过更改，如果别的线程在你赋值的途中对这个值进行了多次更改，但是更改之后的值和你起始的获取值是相同的（由A改为B再改为A），在你进行比较的时候发现值是相同的，赋值成功。但是这个过程中别的线程对它已经进行了操作，这就是所谓的ABA问题。
想要解决ABA问题，其实可以对值记录一个版本号version，进行过一次更改，version便加1，在你获取值的时候同时获取version，便可以知道有没有别的线程进行过操作。

3、CAS是如何实现的？

在jdk8u源码中我们发现，它调用的是Atomic::cmpxchg，cmpxchg方法是一个inline方法，它的实现是通过汇编语言执行了cmpxchg指令，这里可以看出CAS是对应了一条汇编指令的，也就是说明它是硬件级别直接支持的。
在cmpxchg指令的前面有一条LOCK_IF_MP指令，意思是如果是多个cpu的话，就要加上一个lock指令。如果单个cpu直接执行cmpxchg指令，多个则要加上lock。显然现在的计算机都是多个CPU的，所以它最后的实现就是lock cmpxchg指令。
cmpxchg指令本身并不是原子性的，但是当加上lock后，就不同了。lock指令表示当cpu执行该指令后面的指令时，其他的cpu不允许对其进行打断。所以这个操作时lock指令保证了它的原子性。
所以，CAS的最底层其实是有锁的，是在硬件级别通过lock指令锁定了一个北桥信号，实现了它的原子性。