示例程序：啟動兩個線程，每個線程中讓靜態變量count循環累加100次。

public class TestThreadAtomic {private static Integer count = 0;public static void main(String[] args) {for(int i = 0 ; i < 2 ; i++){new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {for (int j = 0; j < 100; j++) {try {Thread.sleep(1);} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}count++;}}}).start();}try {Thread.sleep(5000);} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}System.out.println(count);} }

最終輸出的count結果是什么呢？一定會是200嗎？

結果：177

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加了同步鎖之后，count自增的操作變成了原子性操作，所以最終的輸出一定是count=200，代碼實現了線程安全。

public class TestThreadAtomic {private static Integer count = 0;public static void main(String[] args) {for(int i = 0 ; i < 2 ; i++){new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {for (int j = 0; j < 100; j++) {synchronized (count.getClass()) {try {Thread.sleep(1);} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}count++;}}}}).start();}try {Thread.sleep(5000);} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}System.out.println(count);} }

結果：200

為什么這么說呢？關鍵在于性能問題。

Synchronized關鍵字會讓沒有得到鎖資源的線程進入BLOCKED狀態，而后在爭奪到鎖資源后恢復為RUNNABLE狀態，這個過程中涉及到操作系統用戶模式和內核模式的轉換，代價比較高。

盡管Java1.6為Synchronized做了優化，增加了從偏向鎖到輕量級鎖再到重量級鎖的過度，但是在最終轉變為重量級鎖之后，性能仍然較低。

所謂原子操作類，指的是java.util.concurrent.atomic包下，一系列以Atomic開頭的包裝類。例如AtomicBoolean，AtomicInteger，AtomicLong。它們分別用于Boolean，Integer，Long類型的原子性操作。

現在我們嘗試在代碼中引入AtomicInteger類：

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;public class TestThreadAtomic {private static AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);public static void main(String[] args) {for (int i = 0; i < 2; i++) {new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {for (int j = 0; j < 100; j++) {try {Thread.sleep(10);} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}count.addAndGet(1);}}}).start();}try {Thread.sleep(5000);} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}System.out.println(count);} }

結果：200
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使用AtomicInteger之后，最終的輸出結果同樣可以保證是200。并且在某些情況下，代碼的性能會比Synchronized更好。

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什么是CAS？

CAS是英文單詞Compare And Swap的縮寫，翻譯過來就是比較并替換。

CAS機制當中使用了3個基本操作數：內存地址V，舊的預期值A，要修改的新值B。

更新一個變量的時候，只有當變量的預期值A和內存地址V當中的實際值相同時，才會將內存地址V對應的值修改為B。

這樣說或許有些抽象，我們來看一個例子：

1.在內存地址V當中，存儲著值為10的變量。

2.此時線程1想要把變量的值增加1。對線程1來說，舊的預期值A=10，要修改的新值B=11。

3.在線程1要提交更新之前，另一個線程2搶先一步，把內存地址V中的變量值率先更新成了11。

4.線程1開始提交更新，首先進行A和地址V的實際值比較（Compare），發現A不等于V的實際值，提交失敗。

5.線程1重新獲取內存地址V的當前值，并重新計算想要修改的新值。此時對線程1來說，A=11，B=12。這個重新嘗試的過程被稱為自旋。

6.這一次比較幸運，沒有其他線程改變地址V的值。線程1進行Compare，發現A和地址V的實際值是相等的。

7.線程1進行SWAP，把地址V的值替換為B，也就是12。

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從思想上來說，Synchronized屬于悲觀鎖，悲觀地認為程序中的并發情況嚴重，所以嚴防死守。CAS屬于樂觀鎖，樂觀地認為程序中的并發情況不那么嚴重，所以讓線程不斷去嘗試更新。

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CAS的缺點：

1.CPU開銷較大

在并發量比較高的情況下，如果許多線程反復嘗試更新某一個變量，卻又一直更新不成功，循環往復，會給CPU帶來很大的壓力。

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2.不能保證代碼塊的原子性

CAS機制所保證的只是一個變量的原子性操作，而不能保證整個代碼塊的原子性。比如需要保證3個變量共同進行原子性的更新，就不得不使用Synchronized了。

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3.ABA問題

這是CAS機制最大的問題所在。

什么是ABA問題？怎么解決？我們下一期來詳細介紹。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的什么是 CAS 机制？的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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