并发编程中的CAS机制-优快云博客

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CAS是Java中Unsafe类的一个方法，用于在多线程环境中保证共享变量的原子性修改，避免加锁带来的性能开销。它通过compareAndSwapInt方法比较并替换变量值，如果预期值与当前值相同则进行更新。CAS是一个native方法，底层可能使用lock指令确保原子性，尤其在多核CPU环境下。

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是什么？

CAS是Java中Unsafe类里面的一个方法，它的全称叫compareAndSwap，比较并替换的意思，它的主要功能是能够保证在多线程环境下，对于共享变量修改的一个原子性。对于像read-write这样的操作，我们一般会加锁保证原子性问题，但是加同步锁一定会带来性能上的损耗，所以可以用CAS+volatile的方式来优化

例子

compareAndSwapInt四个参数分别是：对象实例、成员变量state在内存地址中的一个偏移量、预期值0、期望更改的值1

public class test{
	private volatile int state = 0;
	private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();
	private static final long stateOffset;
	
	static {
		try{
			stateOffset = unsafe.objectFieldOffset(test.class.getDeclaredField("state"));
		}	catch (Exception ex){ throw new Error(ex);}
	} 
	
	public void doSomething(){
		if(unsafe.compareAndSwapInt(this,stateOffset,0,1)){
			// TODO
		}
	}
}

CAS机制会去比较state内存地址偏移量对应的值和传入的预期值0是否相等，如果相等就直接修改内存地址中state的值等于1，否则返回false，这个过程是一个原子的，不会有线程安全问题。

补充知识

compareAndSwap其实是一个native方法，它最终还是会面临同样的问题，就是先从内存地址中读取state值，然后比较，最后再去修改，这个过程不管什么层面去实现都会有原子性问题，所以它的底层实现里，如果在多核CPU环境下会增加一个lock指令来对缓存或者总线去加锁，从而保证比较并替换两个操作的原子性