理解CAS

什么是CAS

Compare And Swap 比较并交换

JUC 有两大核心：CAS 和 AQS

CAS是java.concurrent.automic包的基础
AQS是java.concurrent.locks包的基础

CAS是一条并发原语
判断值是否到达预期值，如果到达了预期值，就更新
- 如果预期值是5，更新值是9，那么如果该数据到达了5，就更新为9
过程是原子性的
调用sun.msic.Unsafe类中的方法
因为java是没有办法操作硬件，但是c++可以操作硬件，于是通过Unsafe这个类中的元素操作C++进而操作硬件

为什么会出现CAS

说明：

线程

因为，线程的创建与销毁是非常消耗时间的，而线程的执行时间是非常短的，所以出现了线程池，只需要创建一次线程，下次使用的时候，就可以直接使用线程池中的线程了

synchronized锁

之前就谈论过，表示synchronized是不太友好的操作，在执行到锁时，会经历用户态与内核态的转变，非常耗时，而synchronized是一个很小的区域，就是细粒度很高的操作，而为了这一点点的操作去耗时，是非常不划算的

因此出现了CAS

通过AtomicInteger介绍CAS

自己的方法调用

java 复制代码

atomicInteger.getAndIncrement();

AtomicInteger类

java 复制代码

static {
    try {
        valueOffset = unsafe.objectFieldOffset
            (AtomicInteger.class.getDeclaredField("value"));
    } catch (Exception ex) { throw new Error(ex); }
}


public final int getAndIncrement() {
    return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, 1);
}

通过unsafe类获取地址偏移量，但是具体是如何获得的，应该是在c++中操作的，在java中是没有写的

Unsafe类

java 复制代码

public final int getAndAddInt(Object var1, long var2, int var4) {
    int var5;
    do {
        var5 = this.getIntVolatile(var1, var2);
    } while(!this.compareAndSwapInt(var1, var2, var5, var5 + var4));

    return var5;
}

var 5 是通过AtomicInteger类和地址偏移量获得的值
循环比较，通过地址(var1 ,var2)得到的值与car是否相等，如果相等就让，var5 = var5 + var4
var4 = 1;是传入的数值
采用的叫自旋锁
因为是操作内存的，所以调度是非常快的

上述最后是调用的compareAndSwapInt()方法

AtomicInteger自己也对上面的方法进行了封装

java 复制代码

public final boolean compareAndSet(int expect, int update) {
    return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);
}

我们也可以直接调用这个类

缺点：

1、循环耗时

2、一次性只能保证一个共享变量的原子性

3、会产生ABA问题

CAS：ABA问题

什么是ABA问题

就是线程A，先获得了number的值 = 1，然后准备操作，但是没有操作 ,

线程B ，也拿到了number的值，然后将值 = 3 ，然后再次操作， number = 1，改回去了

但是线程A却什么都不知道

解决CAS问题

使用AtomicStampedReference，含有时间戳的类，也可以叫版本号

每次修改都需要对版本 + 1，这样就可以防治ABA问题

java 复制代码

public class CasTest {
    public static void main(String[] args) {
        AtomicStampedReference<Integer> atomicStampedReference = new AtomicStampedReference(1,1);

        new Thread(()->{
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
            System.out.println("线程a将值改变了");
            System.out.println(atomicStampedReference.compareAndSet(1, 2,
                    atomicStampedReference.getStamp(), atomicStampedReference.getStamp() + 1));
            System.out.println("线程a将值改回来了");
            System.out.println(atomicStampedReference.compareAndSet(2, 1,
                    atomicStampedReference.getStamp(), atomicStampedReference.getStamp() + 1));
        },"a").start();


        new Thread(() -> {
            int stamp = atomicStampedReference.getStamp();
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
            System.out.println(atomicStampedReference.compareAndSet(1, 5
                    , stamp, stamp + 1));
        },"b").start();
    }
}

线程B先拿到了版本，但是没有操作，延迟了2秒
线程B在这期间，时间为1秒的时候拿到了版本，这个时候，每次执行都+1，这样线程a修改了值后，线程b就不再去对已经修改过的值进行操作了