（转载整理）CAS----无锁技术

CAS技术背景

关于同步，很多人都知道synchronized，Reentrantlock等加锁技术，这种方式也很好理解，是在线程访问的临界区资源上建立一个阻塞机制，需要线程等待；

其它线程释放了锁，它才能运行。这种方式很显然是奏效的，但是它却带来一个很大的问题：程序的运行效率。线程的上下文切换是非常耗费资源的，而等待又会有一定的时间消耗，

那么有没有一种方式既能控制程序的同步效果，又能避免这种锁带来的消耗呢？答案就是无锁技术。

cas的英文翻译全称是compare and set ，也就是【比较替换】技术；

---

悲观锁，乐观锁

• 悲观锁，顾名思义，就是很悲观，每次去拿数据的时候都认为别人会修改，所以每次在拿数据的时候都会上锁，这样别人想拿这个数据就会block直到它拿到锁。
• 乐观锁，顾名思义，就是很乐观，每次去拿数据的时候都认为别人不会修改，所以不会上锁，但是在更新的时候会判断一下在此期间别人有没有去更新这个数据，可以使用版本号等机制；

注意：cas技术是一种乐观锁

---

CAS原理

cas技术包含三个参数，CAS(V,E,N)；

• V（variile）--------欲更新的变量；
• E  (Excepted)  ----预期的值；
• N  (New) -----------新值；

若V等于E值的时候吗，将V的值设为N；

若V值和E值不同，则说明已经有其它线程对该值做了更新，则当前线程什么都不做，直接返回V值。

---

举个例子，假如现在有一个变量int a=5，我想要把它更新为6（那么变量是5，期望值可能是5也可能不是5，新值是6）

有两种情况：

期望值是5----》cas（5,5,6）----》修改成功；

期望值不是5----》cas（5,7,6）----》没有修改成功；

关于期望值E，我感觉这个E值是通过数据库查询得到的（没具体验证）；

---

当多个线程同时使用CAS的时候只有一个最终会成功，而其他的都会失败；但是失败的线程并不会被挂起，仅仅是尝试失败，并且允许再次尝试（当然也可以主动放弃）；

ABA问题和解决方案

• 问题描述：

火锅店在五一期间做活动，老用户凡是卡里余额小于20的，赠送10元，每人只可享受一次；最后发现赔钱赔哭了；

• 有问题的实现方式：

写一个判断，开启10个线程，然后判断小于20的，一律加20；

• 问题所在

有个线程A去判断账户里的钱此时是15，满足条件，直接+20，这时候卡里余额是35；但是此时不巧，正好在连锁店里，这个客人正在消费，又消费了20，此时卡里余额又为15，线程B去执行扫描账户的时候，发现它又小于20，又用过cas给它加了20，这样的话就相当于加了两次，这样循环往复肯定把老板的钱就坑没了！

• 解决办法

问题所在：数据库字段目前值是2，有两种情况，数据库字段没被改过一直是2，也可能是原本是2，改为7，又改回为2；

若对修改的次数有限制，用一个字段判断就不行了，得再加一个字段（时间戳）；

类似于：cas(V+stamp,E+stamp,N)；

//参数代表的含义分别是 期望值，写入的新值，期望标记，新标记值
public boolean compareAndSet(V expected,V newReference,int expectedStamp,int newStamp);

若【expectedStamp 跟 newStamp 一样】 并且  【期望值跟变量值一样】，则修改；否则不修改；