Java 锁之 CAS

た入场券 2022-02-19 07:21 182阅读 0赞

**什么是CAS(compare and swap)？**

CAS（Compare & Set，或是 Compare & Swap），即比较并交换，也是实现我们平时所说的自旋锁或乐观锁的核心操作。

它的实现很简单，就是用一个预期的值和内存值进行比较，如果两个值相等，就用预期的值替换内存值，并返回 true。否则，返回 false。

*  CAS是线程并发算法时用到的一种技术
 *  CAS是原子操作，保证并发安全，而不是保证并发同步
 *  CAS是CPU的一个指令
 *  CAS是非阻塞的、轻量级的乐观锁

CAS的原子性是由CPU硬件指令实现保证的，即使用JNI调用native方法调用由C++编写的硬件级别指令，jdk中提供了Unsafe类执行这些操作。

**为什么说CAS是乐观锁？**

乐观锁，严格来说并不是锁，通过原子性来保证数据的同步，比如说数据库的乐观锁，通过版本控制来实现等，所以CAS不会保证线程同步。乐观的认为在数据更新期间没有其他线程影响

**CAS原理**

CAS就是将内存值更新为需要的值，但是有个条件，内存值必须与期望值相同。举个例子，期望值 E、内存值M、更新值U，当E == M的时候将M更新为U。

**CAS应用**

由于CAS是CPU指令，我们只能通过JNI与操作系统交互，关于CAS的方法都在sun.misc包下Unsafe的类里 java.util.concurrent.atomic包下的原子类等通过CAS来实现原子操作。

**CAS优缺点**

优点  
非阻塞的轻量级的乐观锁，通过CPU指令实现，在资源竞争不激烈的情况下性能高，相比synchronized重量锁，synchronized会进行比较复杂的加锁，解锁和唤醒操作。  
缺点

1.  ABA问题：线程C、D,线程D将A修改为B后又修改为A,此时C线程以为A没有改变过，java的原子类AtomicStampedReference，通过控制变量值的版本来保证CAS的正确性。
2.  自旋时间过长，消耗CPU资源：如果资源竞争激烈，多线程自旋长时间消耗资源。
3.  CAS只能保证一个共享变量的原子操作。如果有多个变量，就只能采用别的方式：如悲观锁

**CAS总结**

CAS不仅是乐观锁，是种思想，我们也可以在日常项目中通过类似CAS的操作保证数据安全，但并不是所有场合都适合，

曾看过帖子说，能用synchronized就不要用CAS，除非遇到性能瓶颈，因为CAS会让代码可读性变差，这句话看大家怎么理解了。

拓展：  
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