本篇文章給大家?guī)砹岁P(guān)于java的相關(guān)問題，其中主要介紹了關(guān)于CAS的相關(guān)問題，CAS(compare and swap)，比較并交換，可以解決多線程并行情況下使用鎖造成性能損耗的一種機(jī)制，希望對(duì)大家有幫助。

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CAS解釋：

CAS(compare and swap),比較并交換。可以解決多線程并行情況下使用鎖造成性能損耗的一種機(jī)制.CAS 操作包含三個(gè)操作數(shù)—內(nèi)存位置（V）、預(yù)期原值（A）和新值(B)。如果內(nèi)存位置的值與預(yù)期原值相匹配，那么處理器會(huì)自動(dòng)將該位置值更新為新值。否則，處理器不做任何操作。一個(gè)線程從主內(nèi)存中得到num值，并對(duì)num進(jìn)行操作，寫入值的時(shí)候，線程會(huì)把第一次取到的num值和主內(nèi)存中num值進(jìn)行比較，如果相等，就會(huì)將改變后的num寫入主內(nèi)存，如果不相等，則一直循環(huán)對(duì)比，知道成功為止。

CAS產(chǎn)生：

在修飾共享變量的時(shí)候經(jīng)常使用volatile關(guān)鍵字，但是volatile值有可見性和禁止指令重拍（有序性），無法保證原子性。雖然在單線程中沒有問題，但是多線程就會(huì)出現(xiàn)各種問題，造成現(xiàn)場(chǎng)不安全的現(xiàn)象。所以jdk1.5后產(chǎn)生了CAS利用CPU原語(yǔ)（不可分割，連續(xù)不中斷）保證現(xiàn)場(chǎng)操作原子性。

CAS應(yīng)用：

在JDK1.5 中新增java.util.concurrent(JUC)就是建立在CAS之上的。相對(duì)于對(duì)于synchronized這種鎖機(jī)制，CAS是非阻塞算法的一種常見實(shí)現(xiàn)。所以JUC在性能上有了很大的提升。

比如AtomicInteger類，AtomicInteger是線程安全的的，下面是源碼

進(jìn)入unsafe看到do while自循環(huán)，這里的自循環(huán)，就是在 判斷預(yù)期原值 如果與原來的值不符合，會(huì)再循環(huán)取原值，再走CAS流程，直到能夠把新值賦值成功。

CAS優(yōu)點(diǎn)

cas是一種樂觀鎖的思想，而且是一種非阻塞的輕量級(jí)的樂觀鎖，非阻塞式是指一個(gè)線程的失敗或者掛起不應(yīng)該影響其他線程的失敗或掛起的算法。

CAS 缺點(diǎn)

1. 循環(huán)時(shí)間長(zhǎng)開銷大，占用CPU資源。如果自旋鎖長(zhǎng)時(shí)間不成功，會(huì)給CPU帶來很大的開銷。如果JVM能支持處理器提供的pause指令那么效率會(huì)有一定的提升，pause指令有兩個(gè)作用，第一它可以延遲流水線執(zhí)行指令（de-pipeline）,使CPU不會(huì)消耗過多的執(zhí)行資源，延遲的時(shí)間取決于具體實(shí)現(xiàn)的版本，在一些處理器上延遲時(shí)間是零。第二它可以避免在退出循環(huán)的時(shí)候因內(nèi)存順序沖突（memory order violation）而引起CPU流水線被清空（CPU pipeline flush），從而提高CPU的執(zhí)行效率。
2. 只能保證一個(gè)共享變量的原子操作。當(dāng)對(duì)一個(gè)共享變量執(zhí)行操作時(shí)，我們可以使用循環(huán)CAS的方式來保證原子操作，但是對(duì)多個(gè)共享變量操作時(shí)，循環(huán)CAS就無法保證操作的原子性，這個(gè)時(shí)候就可以用鎖，或者有一個(gè)取巧的辦法，就是把多個(gè)共享變量合并成一個(gè)共享變量來操作。比如有兩個(gè)共享變量i＝2,j=a，合并一下ij=2a，然后用CAS來操作ij。從Java1.5開始JDK提供了AtomicReference類來保證引用對(duì)象之間的原子性，你可以把多個(gè)變量放在一個(gè)對(duì)象里來進(jìn)行CAS操作。
3. ABA問題

解決ABA問題（如果值考慮收尾，不考慮過程可以忽略改問題）

1. 添加版本號(hào)
2. AtomicStampedReference
   

從Java1.5開始JDK的atomic包里提供了一個(gè)類AtomicStampedReference來解決ABA問題。這個(gè)類的compareAndSet方法作用是首先檢查當(dāng)前引用是否等于預(yù)期引用，并且當(dāng)前標(biāo)志是否等于預(yù)期標(biāo)志，如 全部相等，則以原子方式將該引用和該標(biāo)志的值設(shè)置為給定的更新值。

CAS使用的時(shí)機(jī)

1. 線程數(shù)較少、等待時(shí)間短可以采用自旋鎖進(jìn)行CAS嘗試拿鎖，較于synchronized高效。
2. 線程數(shù)較大、等待時(shí)間長(zhǎng)，不建議使用自旋鎖，占用CPU較高

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