CAS是什么？

CAS英文解释是比拟和替换，是cpu底层的源语，是解决共享变量原子性实现计划，它定义了三个变量，内存地址值对应V，期待值E和要批改的值U，如下图所示，这些变量都是在高速缓存中的，如果两个线程A，B别离通过cas形式同时批改共享变量，假如当A线程先获取工夫片，如果发现V的值和E相等就将主内存值更新为U，如果不相等阐明线程B在线程A更新之前曾经胜利更新过，线程A会失败重试，此时依据缓存一致性协定，线程A的本地正本会生效，须要从主内存再同步最新的变量到本地内存正本，在Java中通过调用UnSafe的compareAndSet相似形式调用，底层是c，反编译后操作系统指令是cmpxchg指令。

保障i++原子性

你肯定会有一个疑难，被volatile润饰的变量i，i++为什么会有线程平安问题呢，也就是原子性的问题，咱们还是举一个经典的i++案例一步步剖析吧！咱们晓得在多线程状况下volatile保障了共享变量的可见性，程序行，但唯独不能保障原子性，起因是i++是一个复合操作，大抵能够分成3步，1.先从主内存拿到最新的i值，2.将i加1这个操作保留到操作数栈，3.从栈中取出i加1的值写回到主内存。OK，当线程AB同时执行i++操作时，比方线程A先获取工夫片，执行完第2步，这是线程A还未执行完，工夫片调配给线程B，B顺利执行完所有操作后并同步了主内存，假如咱们i的初始值是1，那么此时主内存值是2，因为线程B执行结束，cpu工夫片又回到线程A手上，做第3步操作，此时同步到主内存的值还是2，看，线程A，B各做了一次加1的操作，但最终后果可能是2，cas的作用就来了，他能保障i++操作的原子性，为什么能保障原子性呢？cas能够把下面三个操作合并成一个操作，是原子的。

有什么益处？

大家都晓得解决多线程平安须要用到锁的，能够用synchronized来解决，然而synchronized也有它的劣势，最次要是它是阻塞的，阻塞会有什么问题？性能啊，这是计算机人不能忍的，频繁内核外核切换，会重大节约系统资源，所以就提了cas这个乐观锁概念，它是非阻塞的，操作系统不必在内核态与用户态来回切换，相当于用while循环形式获取锁，在性能上有肯定晋升。即便这样，也会有肯定问题，上面咱们来看看。

有什么问题？

1.ABA问题。

这个案例比较简单，线程A把共享变量i，从1变成2，再变成1，线程B想把i变成2，原本应该是不会胜利，因为即时变量i当初是1，然而它的状态变动了，他的解决方案是版本号。相当于批改胜利一次版本号减少1，就能够解决了，已经被面试官问到一个问题，cas是线程平安的吗？答案不是线程平安的。

2.自旋工夫过长。

如果一个线程拿到锁后，始终不开释，其余线程就只能始终循环期待。

3.只能保障一个共享变量的原子性。

像Automic包上面的基本上都只能保障一个变量的原子性。

JUC包上面应用！

可能有些童鞋看JDK源码会比拟纠结一个点，发现volatile关键字个别都会和cas连用，如果不要volatile会怎么样呢？cas自身只作用于办法，cas对共享变量没有束缚，如果不对共享变量做volatile润饰，是不可见的，不可能保障共享变量的实效性，须要期待共享变量被动同步到主内存，这是须要花工夫的，效率更低下，所有在JUC并发包里始终能够看到这样的volatile关键字个别都会和cas组合。

总结

这篇文章，咱们先引出了cas概念，并且阐明了它的优缺点，做了案例介绍，简略的和synchronized关键字做了比拟，最初，深刻的阐明了volatile关键字和cas连用的效率，这是我在深刻思考后失去的论断，分享给大家，文章有肯定浏览门槛，如果有想搞清楚童鞋，能够1v1私聊探讨交换。心愿大家喜爱。点赞哦！

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