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示例程序：启动两个线程，每个线程中让静态变量count循环累加100次。

最终输出的count结果是什么呢？一定会是200吗？

加了同步锁之后，count自增的操作变成了原子性操作，所以最终的输出一定是count=200，代码实现了线程安全。

所谓原子操作类，指的是java.util.concurrent.atomic包下，一系列以Atomic开头的包装类。例如AtomicBoolean，AtomicInteger，AtomicLong。它们分别用于Boolean，Integer，Long类型的原子性操作。

 

现在我们尝试在代码中引入AtomicInteger类：

为什么这么说呢？关键在于性能问题。

 

Synchronized关键字会让没有得到锁资源的线程进入BLOCKED状态，而后在争夺到锁资源后恢复为RUNNABLE状态，这个过程中涉及到操作系统用户模式和内核模式的转换，代价比较高。

 

尽管Java1.6为Synchronized做了优化，增加了从偏向锁到轻量级锁再到重量级锁的过度，但是在最终转变为重量级锁之后，性能仍然较低。

什么是CAS？

 

CAS是英文单词Compare And Swap的缩写，翻译过来就是比较并替换。

 

CAS机制当中使用了3个基本操作数：内存地址V，旧的预期值A，要修改的新值B。

 

更新一个变量的时候，只有当变量的预期值A和内存地址V当中的实际值相同时，才会将内存地址V对应的值修改为B。

 

这样说或许有些抽象，我们来看一个例子：

 

 

1.在内存地址V当中，存储着值为10的变量。

2.此时线程1想要把变量的值增加1。对线程1来说，旧的预期值A=10，要修改的新值B=11。

3.在线程1要提交更新之前，另一个线程2抢先一步，把内存地址V中的变量值率先更新成了11。

4.线程1开始提交更新，首先进行A和地址V的实际值比较（Compare），发现A不等于V的实际值，提交失败。

5.线程1重新获取内存地址V的当前值，并重新计算想要修改的新值。此时对线程1来说，A=11，B=12。这个重新尝试的过程被称为自旋。

6.这一次比较幸运，没有其他线程改变地址V的值。线程1进行Compare，发现A和地址V的实际值是相等的。

 

7.线程1进行SWAP，把地址V的值替换为B，也就是12。

从思想上来说，Synchronized属于悲观锁，悲观地认为程序中的并发情况严重，所以严防死守。CAS属于乐观锁，乐观地认为程序中的并发情况不那么严重，所以让线程不断去尝试更新。

 

 

 

 

以下为自己更新补充，参考《java并发编程的艺术》

CAS实现原子操作的三大问题：

1.ABA问题。CAS在操作值的时候，检查值有没有发生变化，如果没有发生变化则更新，但如果一个值原来是A，变成了B，后来又变成了A，那么使用CAS进行检查时就会发现它的值没有发生变化，实际上却是变化了的。解决思路是使用版本号，在变量前面加上版本号，每次变量更新的时候就把版本号加1，那么A—>B—>A就变为1A—>2B—>3A。从java1.5开始，JDK的Atomic包里提供了一个类AtomicStampedReference来解决ABA问题，该类的compareAndSet方法作用是首先检查当前引用是否等于预期引用，并检查当前标志是否等于预期标志，如果全部相等，则以原子方式将该引用和该标志的值设置为给定的更新值

2.循环时间长开销大

自旋CAS如果长时间不成功，会给CPU带来非常大的执行开销。如果JVM能支持处理器提供的pause指令，那么效率会有一定的提升

3.只能保证一个共享变量的原子操作

当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，但对多个共享变量操作，循环CAS就无法保证操作的原子性，这个时候就可以用锁。还有一个取巧的办法即把多个共享变量合并成一个共享变量来操作，eg，有两个共享变量i=2,j=a,合并ij=2a，然后用CAS来操作ij。从java1.5开始，JDK提供了AtomicReference类来保证引用对象之间的原子性，就可以把多个变量放在一个对象里来进行CAS操作

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