并发编程灵魂拷问系列之如何理解CAS

什么是CAS

CAS，compare And set/swap等，他底层的硬件级别操作（CPU指令cmpxchg）来保证一定是原子性操作，让同一时间只能有一个线程执行CAS操作，在此时间其他线程执行CAS会失败。java里经常使用unsafe类来执行CAS操作

CAS有三个参数：当前值A、内存值V、修改的新值B

• 如果A和V相等，则把内存值V修改成新值B
• 如果A和V不相等，要么重试，要么放弃更新

为什么要使用CAS呢

• synchronized关键字每次都需要使用锁来保证同一时间只有一个线程执行操作
• CAS允许多个线程同时操作共享数据，但是同一时间只能有一个线程执行CAS操作，在很多情况下比synchronized更加高效，例如 对一个值进行累加 这样的操作

AtomicLong等底层使用了CAS，但是更推荐使用LongAdder，性能更高（数组来分散目标值减少自旋重试）

CAS的缺点

• 无法解决ABA的问题（共享变量从A -> B -> A），需要加一个版本号
• 循环时间长导致资源消耗
• 循环执行CAS操作不成功会陷入自旋而耗费cpu资源，锁竞争激烈的场景更倾向于使用重量级锁

解决ABA问题，可以使用结合 乐观锁 的机制，例如Java中的 AtomicStampedReference 类

使用场景

1. 如果高并发执行时间久 ，用SYN好， 因为SYN底层用了wait() 阻塞后是不消耗CPU资源的
2. 如果锁竞争不激烈说明自旋不严重，此时用CAS。

【参考链接】：
1：由浅入深讲解JUC下 CAS + Lock
2：Java中的锁原理、锁优化、CAS、AQS详解
3：【对线面试官】 CAS