JAVA CAS

1.概念

CAS：Compare and Swap，即比较再交换。是通过原子指令来实现多线程的同步功能，将获取存储在内存地址的原值和指定的内存地址进行比较，只有当他们相等时，交换指定的预期值和内存中的值，这个操作是原子操作，若不相等，则重新获取存储在内存地址的原值。

jdk5增加了并发包java.util.concurrent.*,其下面的类使用CAS算法实现了区别于synchronouse同步锁的一种乐观锁。JDK 5之前Java语言是靠synchronized关键字保证同步的，这是一种独占锁，也是是悲观锁。

 CAS是一种无锁算法，有3个关键操作数，内存地址，旧的内存中预期值，要更新的新值，当内存值和旧的内存中预期值相等时，将内存中的值更新为新值。

 CAS属于乐观锁，乐观锁就是每次不加锁而是假设没有冲突而去完成某项操作，如果因为冲突失败就重试，直到成功为止。
     synchronized是悲观锁，被一个线程拿到锁之后，其他线程必须等待该线程释放锁，性能较差。

2.代码

package com.njitt.util;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class CASDemo{
    public static void main(String[] args){
        AtomicInteger atomicInteger=new AtomicInteger(5);
        
        /**第一次看主物理内存中的值是否为5，如是则替换为2019*/
        /**第一次看主物理内存中的值是否为5，如是则替换为1024*/
        System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(5, 2019)+"\t current data:"+atomicInteger.get());
        System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(5, 1024)+"\t current data:"+atomicInteger.get());
        
    }

}

3.图解

4.弊端

• ABA问题

• 只能保证一个共享变量的原子操作

多个共享变量操作时，循环CAS就无法保证操作的原子性，这个时候就可以用锁。从java1.5开始，JDK提供了AtomicReference类来保证引用对象之间的原子性，就可以把多个变量放在一个对象里来进行CAS操作。

• 循环时间长CPU开销较大

在并发量比较高的情况下，如果许多线程反复尝试更新某一个变量，却又一直更新不成功，循环往复，会给CPU带来很大的压力。如下图所示，如果多个线程反复尝试更新某一个变量会导致while循环一直进行，从而导致开销较大。