CAS原理

CAS指令和具體源代碼

源碼說話，咱們看一下getAndIncrement方法：

 1 //該方法功能是Interger類型加1
 2 public final int getAndIncrement() {
 3     //主要看這個getAndAddInt方法
 4     return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, 1);
 5 }
 6 
 7 //var1 是this指針
 8 //var2 是地址偏移量
 9 //var4 是自增的數值，是自增1仍是自增N
10 public final int getAndAddInt(Object var1, long var2, int var4) {
11     int var5;
12     do {
13     　　//獲取內存值，這是內存值已是舊的，假設咱們稱做指望值E
14        var5 = this.getIntVolatile(var1, var2);
15        //compareAndSwapInt方法是重點，
16        //var5是指望值，var5 + var4是要更新的值
17        //這個操做就是調用CAS的JNI,每一個線程將本身內存裏的內存值M
18        //與var5指望值E做比較，若是相同將內存值M更新爲var5 + var4,不然作自旋操做
19     } while(!this.compareAndSwapInt(var1, var2, var5, var5 + var4));
20 
21     return var5;
22 }

解釋一下getAndAddInt方法的流程：

假設有一下情景：

1. A、B兩個線程
2. jvm主內存的值1，A、B工做內存的值爲1（工做內存會拷貝一份主內存的值）
3. 當前指望值爲1，作加1操做
4. 此時var5 = 1，var4 = 1；
   1. A線程將var5與工做內存值M比較，比較var5是否等於1
   2. 若是相同則將工做內存值修改成var5 + var4 即修改成2並同步到駐村，此時this + valueOffset指針裏，示例變量value的值就是2，結束循環
   3. 若是不相同，則是B線程修改了主內存的值，說明B線程已經先於A線程作了加1操做，A線程沒有更新成功須要繼續循環，注意此時var5更新爲新的內存值，假設當前的內存值是2，那麼此時var5 = 2，var + var4 = 3，重複上述步驟直到成功（自旋），成功以後，內存地址中的值就改變爲3

簡單來講，就是將工做內存的值與主內存的值來進行比較，若是相等，說明沒有被其餘線程修改，則進行賦新值操做，若是不相等，說明主內存的數據被其餘線程更改過，則此時須要更新工做內存的副本值，而且從新獲取主內存的值，再次進行比較，直到兩者相等爲止；

CAS優缺點

• 優勢

非阻塞的輕量級的樂觀鎖，經過CPU指令實現，在資源競爭不激烈的狀況下性能高，相比synchronized重量鎖，synchronized會進行比較複雜的加鎖、解鎖和喚醒操做。

• 缺點

1. ABA問題： 線程C、D；線程D將A修改成B後又修改成A，此時C線程覺得A沒有改變過，java的原子類AtomicStampedReference，經過控制變量值的版本號來保證CAS的正確性。具體解決思路就是在變量前追加上版本號，每次變量更新的時候把版本號加一，那麼A - B - A就會變成1A - 2B - 3A。

2. 自旋時間過長，消耗CPU資源，若是資源競爭激烈，多線程自旋長時間消耗資源