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多线程透析-CAS

研究过多线程锁的想必都是知道CAS。

什么是CAS?

CAS （Compare And Swap）：比较并交换。是一种轻量级锁的实现方式，也被称为乐观锁。锁的原理就是不会真实的去添加锁，而是通过频繁的去探测访问资源进行比较，直达资源可用进行交换操作。

老规矩还是举例说明：

现在有多个线程a,b,c要对公共资源count进行++操作。

按照之前学习的内容在处理这个程序的时候我们会想到synchronize 和 juc 进行操作，以保障多线程的三大特性（原子性、有序性、可见性–后续详细透析）。

先说说CAS的实现原理，后面再分析synchronize 和juc

CAS实现原理：

CAS: 全称：Compare And Swap 或者Compare And exchange 比较和交换。 当a，b,c三个线程都对count进行数据++操作时。 一开始a,b,c都会从内存中拿到数据都是1，这个时时候，a,b,c三者都进行了++操作，都变成了2. 然后都将写入到count里面。 假如a线程进行操作了，再写入count之前需要做一些操作：比较。就是比较这个count 数据是不是依旧为1（取过来的值），如果依旧是1，那么就把2写入进去。如果正好其他线程已经把count改成3了。 a发现count不在是1了，那么他会把3都读取过来进行++操作，再往回写的时候，再判断count是否为3…一直反复着这样的操作过程就是CAS实现原理。

通过以上透析我们会发现两个问题？

1. 如果这个count

   被其他线程改成了3，然后又被另一个线程改回了1，那么问题就是现在这个1已经不是a开始读的那个1了，这个就是CAS的一个称为ABA问题。
   —> 那这个怎么解决的呢？很简单就是将每次读取的数据加上版本号进行识别。

2. 还有个问题，就是如果a在计算完往回写入的时候，已经做完了比较，正准备写的过程中count被其他线程改了怎么办？这个问题就是线程原子性问题。

   ----> 这个是怎么解决的呢？ 这个就要去研究CAS源码了，在底层中有个lock.cmpxchg是代码。lock是jvm提供的解决原子性问题的，它是一个锁总线，在线程操作为结束的时，不能被其他线程打断。

以上就是CAS的一个实现原理和问题的解决办法。

JDK在1.1~1.2版本的时候用的synchronize，那个时候synchronize只是一个重量级锁 | 悲观锁，之前介绍过，重量级锁是通过OS进行的线程调度接管，所以效率会慢。

于是呢，在JDK1.5之后推出了JUC包，这个包提供了很多原子类都是基于CAS。例如：static AtomicInteger value2 = new AtomicInteger(0);

核心代码： 可以看到CAS有两个核心的参数（期望值expect、更新值update） JUC(后面说)。

之后再JDK1.6之后就对synchronize进行了优化，引入了所升级的概念，后面也会详细介绍。

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