細說CAS技術

一、CAS理論：

1. CAS是Java的lock-free機制的實現。
2. CAS 是相等即可設定，我理解是一種概念。配合上loop即可在高併發時使用，可以理解為一種樂觀鎖。
3. CAS會有ABA問題出現。個人理解結果有兩種，（1）同樣的value更新到同樣的值，是正確的結果。（2）如果出現錯誤，那是compare的value選擇錯誤，應該選擇唯一性的值，或者加入tag。

發生了 A -> B -> A 的更新，僅僅判斷數值是 A，可能導致不合理的修改操作。針對這種情況，Java 提供了 AtomicStampedReference 工具類，通過為引用建立類似版本號（stamp）的方式，來保證 CAS 的正確性，具體用法請參考這裡的

4. cas的應用場景為短時間鎖和無鎖的安全保障，如果變數長時間被鎖，不斷loop可能造成cpu 效能飆升。

Lock-Free無鎖程式設計是指在不使用鎖的情況下，在多執行緒環境下實現多變數的同步。即在沒有執行緒阻塞的情況下實現同步。這樣可以避免競態、死鎖等問題。

二、AtomicInteger的CAS應用

public class AtomicInteger extends Number implements java.io.Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 6214790243416807050L;
 


    // setup to use Unsafe.compareAndSwapInt for updates
    private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();
    private static final long valueOffset;//地址偏移量

    static {
        try {
            valueOffset = unsafe.objectFieldOffset
                (AtomicInteger.class.getDeclaredField("value"
 
));//獲取地址偏移量
        } catch (Exception ex) { throw new Error(ex); }
    }

    private volatile int value;//僅僅用作get和原子性set

  public final int getAndAdd(int delta) {
        return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, delta);//由unsafe呼叫cpu指令，更新value的值。
    }

三、AbstractQueuedSynchronizer併發基礎抽象類。

AQS是 Java 併發包中，實現各種同步結構和部分其他組成單元（如執行緒池中的 Worker）的基礎。

以ReentrantLock為例，內部鎖就是基於AbstractQueuedSynchronizer實現的。

public class ReentrantLock implements Lock, java.io.Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 7373984872572414699L;
    /** Synchronizer providing all implementation mechanics */
    private final Sync sync;

    /**
     * Base of synchronization control for this lock. Subclassed
     * into fair and nonfair versions below. Uses AQS state to
     * represent the number of holds on the lock.
     */
    abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
        private static final long serialVersionUID = -5179523762034025860L;