CAS是什么？它的底层原理是什么？

- 日理万妓 2024-03-17 10:47 55阅读 0赞

**目录**

一、CAS概述

二、底层原理

三、总结

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#### 一、CAS概述 ####

**CAS**（Compare and Swap）**比较和交换**：是一种**并发算法**，也是一种乐观锁，从JDK5开始，jdk提供了java.util.concurrent.\*,此包下面的类在**高并发场景下**经常使用，包中的原子类基于CAS实现了区别于syncchrnoized同步锁；用于实现**多线程**环境下的**原子操作**。它通过比较**内存中的值**与**期望值**是否相等来判断是否发生了其他线程的干扰，从而实现原子性的操作。

#### 二、底层原理 ####

**一)读取内存值**

首先,CAS会先读取内存中的值，通常称为“**当前值**”或“**旧值**”。

**二）比较值**

CAS会将**读取的值**和**预期值**进行比较，通常是通过比较**内存中**的一个值与一个**期望值**（比如在执行操作之前已经记录的值）进行比较。

**三)比较结果**

如果比较结果相等，则说明没有其他线程干扰，可以进行下一步操作；如果比较结果不相等，则说明其他线程已经修改了内存中的值，**CAS操作失败，需要重新尝试**。

**四）写入新值：**

如果比较结果相等，CAS会尝试将新值写入内存中。这一步利用**底层的原子指令**（如CPU的CMPXCHC指令）来完成。如果写入操作成功，表示CAS操作成功，结束；如果写入操作失败，表示其他线程又进行了修改，需要重新进行比较和尝试。

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#### 三、总结 ####

总之，CAS是一种基于**比较和交换**的**并发算法**，通过比较**内存中的值与期望值**来实现**原子操作，**失败的话有**重试机制**。写操作可能存在**ABA问题**和自旋次数过多的问题，ABA问题可以通过**版本号**或**标记位**机制解决，自旋次数过多可以通过**调整自旋次数**来解决；它的底层原理是利用**硬件的原子性**操作指令来完成比较和交换操作，从而实现**线程安全和无锁的特性**。

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