本文主要是介绍java并发编程（5）--CAS是什么 底层原理 缺点，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
一、CAS是什么？
看下⾯代码进⾏思考，此时number前⾯是加了volatile关键字修饰的，volatile不保证原⼦性，那么使 ⽤AtomicInteger是如何保证原⼦性的？
这⾥的原理是什么？CAS
class MyData {volatile int number = 0;AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger();public void addPlusPlus(){number++;}public void addAtomic(){atomicInteger.getAndIncrement();}public void setTo60() {this.number = 60;}}
CAS的全称为Compare-And-Swap，⽐较并交换，是⼀种很重要的同步思想。它是⼀条CPU并发原 语。
它的功能是判断主内存某个位置的值是否为跟期望值⼀样，相同就进⾏修改，否则⼀直重试，直到⼀致 为⽌。
这个过程是原⼦的。
看下⾯这段代码，思考运⾏结果是
package thread;import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;public class CASDemo {public static void main(String[] args) {AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(5);System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(5, 2020) + "\t 当前数据 值 : " + atomicInteger.get());//修改失败System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(5, 1024) + "\t 当前数据 值 : " + atomicInteger.get());}
}第⼀次修改，期望值为5，主内存也为5，修改成功，为2020。
第⼆次修改，期望值为5，主内存为 2020，修改失败，需要重新获取主内存的值 。
查看 AtomicInteger.getAndIncrement() ⽅法，发现其没有加synchronized也实现了同步。
这是为什么？
CAS并发原语体现在JAVA语⾔中就是sum.misc.Unsafe类中的各个⽅法。
看⽅法源码，调⽤UnSafe类中 的CAS⽅法，JVM会帮我们实现出CAS汇编指令。
这是⼀种完全依赖于硬件的功能，通过它实现了原⼦ 操作。
再次强调，由于CAS是⼀种系统原语，原语属于操作系统⽤语范畴，是由若⼲条指令组成的，⽤于完成某个功能的⼀个过程，并且原语的执⾏执⾏是连续的，在执⾏过程中不允许被中断，也就是说
CAS是⼀条CPU的原⼦指令，不会造成所谓的数据不⼀致问题。
二、CAS底层原理
AtomicInteger内部的重要参数
1. 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 相当于⼀个后⻔，基于该类可以直接操作特定内存的数据。
Unsafe类存在于sum.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。
注意Unsafe类中的所有⽅法都是native修饰的，也就是说Unsafe类中的⽅法都直接调⽤操作系统底层 资源执⾏相应任务
2. 变量valueOffset，
表示该变量值在内存中的偏移地址，因为Unsafe就是根据内存偏移地址获取数 据的。
3. 变量value⽤volatile修饰，
保证了多线程之间的内存可⻅性。
AtomicInteger.getAndIncrement() 调⽤了 Unsafe.getAndAddInt() ⽅法。
Unsafe 类的⼤部分⽅法都是 native 的，⽤来像C语⾔⼀样从底层操作内存。
C语句代码JNI，对应java⽅法
public final native boolean compareAndSwapInt(Object var1, long var2, int var4, int var5)
UNSAFE_ENTRY(jboolean, Unsafe_CompareAndSwapInt(JNIEnv *env, jobject unsafe, jlong obj, jlong offset,jint e, jint x)) UnsafeWrapper("Unsafe_CompareAndSwapInt"); oop p = JNIHandles::resolve(obj); jint* add = (jint *)index_oop_from_field_offset_long(p, offset); return (jint)(Atomic::cmpxchg(x,addr,e))==e;
UNSAFE_END//先想办法拿到变量value在内存中的地址addr。
//通过Atomic::cmpxchg实现⽐较替换，其中参数x是即将更新的值，参数e是原内存的值。这个⽅法的var1和var2，就是根据对象和偏移量得到在主内存的快照值var5。
然 后 compareAndSwapInt ⽅法通过var1和var2得到当前主内存的实际值。
如果这个实际值跟快照值相 等，那么就更新主内存的值为var5+var4。
如果不等，那么就⼀直循环，⼀直获取快照，⼀直对⽐，直 到实际值和快照值相等为⽌。
参数介绍
- var1 AtomicInteger对象本身
- var2 该对象值的引⽤地址
- var4 需要变动的数量
- var5 是通过var1和var2，根据对象和偏移量得到在主内存的快照值var5
⽐如有A、B两个线程，⼀开始都从主内存中拷⻉了原值为3，A线程执⾏ 到 var5=this.getIntVolatile ，即var5=3。
此时A线程挂起，B修改原值为4，B线程执⾏完毕，由 于加了volatile，所以这个修改是⽴即可⻅的。
A线程被唤醒，执⾏ this.compareAndSwapInt() ⽅法，发现这个时候主内存的值不等于快照值3，所以继续循环，重新从主内存获取。
三、CAS缺点
CAS实际上是⼀种⾃旋锁，
- 1. ⼀直循环，开销⽐较⼤。我们可以看到getAndAddInt⽅法执⾏时，有个do while，如果CAS失 败，会⼀直进⾏尝试。如果CAS⻓时间⼀直不成功，可能会给CPU带来很⼤的开销。
- 2. 对⼀个共享变量执⾏操作时，我们可以使⽤循环CAS的⽅式来保证原⼦操作，但是，对多个共享变量操作时，循环CAS就⽆法保证操作的原⼦性，这个时候就可以⽤锁来保证原⼦性。
- 3. 引出了ABA问题。
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