从CAS讲起，真正高性能解决并发编程的原子操作

今天灯塔君讲讲：

高性能解决并发编程的原子操作

一.原子性操作

原子性操作：原子性在一个操作是不可中断的，要么全部执行成功要么全部执行失败，有着“同生共死”的感觉。及时在多个线程一起执行的时候，一个操作一旦开始，就不会被其他线程所干扰。

上述代码中AtomicInteger.getAndIncrement()就很好的帮我们在多线程业务场景中解决了原子性问题，深入源码底层发现它的方法源于：

继续深入：

发现实际上这个方法的实现原理就是CAS。

二、CAS

compare and swap 比较和交换

属于硬件同步原语 属于CPU指令 可以直接对内存做修改

处理器提供了基本内存操作的原子性保证

看一下CAS原理图：

CAS需要有3个操作数：内存地址N，旧的预期值E，即将要更新的目标值N。

CAS指令执行时，当且仅当内存地址V的值与预期值A相等时，将内存地址V的值修改为B，否则就什么都不做。整个比较并替换的操作是一个原子操作。

首先读取开始变量值N，存入变量E，然后在进行++操作，计算后的结果值存入变量V ，

然后在将E值写回，跟N值进行比较，如果此时E值与N值是一致，则这个操作直接结束，否则就要继续从开始部分重来一次，所以CAS也被成为自旋锁，或者说无锁。

JVM提供了一个工具类 Unsafe

Unsafe是CAS的核心类，由于java方法无法直接访问底层系统，需要通过本地（native）方法来访问，Unsafe相当于一个后门，基于该类可以直接操作特定内存的数据。Unsafe类存在于sun.misc包中，其内部方法操作可以像C的指针一样直接操作内存，因为java中CAS操作的执行依赖于Unsafe类的方法。如下就是代码演示：

二、ABA问题

ABA问题的根本在于cas在修改变量的时候，无法记录变量的状态，比如修改的次数，否修改过这个变量。这样就很容易在一个线程将A修改成B时，另一个线程又会把B修改成A,造成casd多次执行的问题。

解决方案：AtomicStampReference

AtomicStampReference在cas的基础上增加了一个标记stamp，使用这个标记可以用来觉察数据是否发生变化，给数据带上了一种实效性的检验。它有以下几个参数：

//参数代表的含义分别是 期望值，写入的新值，期望标记，新标记值

public boolean compareAndSet(V expected,V newReference,int expectedStamp,int newStamp);
public V getRerference();
public int getStamp();
public void set(V newReference,int newStamp);

代码我就不演示了~ 希望这篇文章对各位有帮助吧！