- CAS是什么洒忧？
- CAS帶來的三大問題
- ABA問題
- 循環(huán)時(shí)間長(zhǎng)開銷大
- 只能保證一個(gè)共享變量的原子操作
參考：http://www.reibang.com/p/ab2c8fce878b
http://www.reibang.com/p/68f9cd012de8
1. CAS是什么？
CAS：Compare and Swap摊灭，即比較再交換祝辣。
CAS算法理解：CAS是一種無鎖算法畜号，CAS有3個(gè)操作數(shù)，內(nèi)存值E簇抵，舊的預(yù)期值V庆杜，要修改的新值N。當(dāng)且僅當(dāng)預(yù)期值V和內(nèi)存值E相同時(shí)碟摆，將內(nèi)存值E修改為N晃财，否則什么都不做匿刮。
CAS算法圖解：
上圖描述了CAS的原理毡代，以及帶來的三大問題以及問題出現(xiàn)的位置轧叽。
2. CAS帶來的三大問題
1.ABA問題
因?yàn)镃AS需要在操作值的時(shí)候肛跌，檢查值有沒有發(fā)生變化，如果沒有發(fā)生變化則更新钢猛，但是如果一個(gè)值原來是A伙菜，變成了B，又變成了A命迈，那么CAS進(jìn)行檢查的時(shí)候發(fā)現(xiàn)它的值沒有發(fā)生變化贩绕，但是實(shí)際上卻變化了。ABA問題的解決思路就是使用版本號(hào)壶愤。在變量前面加上版本號(hào)丧叽，每次變量更新的時(shí)候把版本號(hào)加1，那么A->B->A就會(huì)變成1A->2B->3A公你。從Java 1.5開始，JDK的Atomic包里提供了一個(gè)類AtomicStampedReference來解決ABA問題假瞬。這個(gè)類的compareAndSet方法的作用是首先檢查當(dāng)前引用是否等于預(yù)期引用陕靠，并且檢查當(dāng)前的標(biāo)志是否等于預(yù)期標(biāo)志，如果全部相等脱茉，則以原子方式將該應(yīng)用和該標(biāo)志的值設(shè)置為給定的更新值剪芥。
2.循環(huán)時(shí)間長(zhǎng)開銷大
自旋CAS如果長(zhǎng)時(shí)間不成功，會(huì)給CPU帶來非常大的執(zhí)行開銷琴许，如果JVM能支持處理器提供的pause指令税肪，那么效率會(huì)有一定的提升。pause指令有兩個(gè)作用：第一榜田，它可以延遲流水線執(zhí)行指令（de-pipeline）益兄，使CPU不會(huì)消耗過多的執(zhí)行資源，延遲的時(shí)間取決于具體實(shí)現(xiàn)的版本箭券，在一些處理器上延遲時(shí)間是零净捅；第二，它可以避免在循環(huán)的時(shí)候因內(nèi)存順序沖突（Memory Order Violation）而引起CPU流水線被清空辩块，從而提高CPU的實(shí)行效率蛔六。
3.只能保證一個(gè)共享變量的原子操作
當(dāng)對(duì)一個(gè)共享變量執(zhí)行操作時(shí)，我們可以使用循環(huán)CAS的方式來保證原子操作废亭，但是對(duì)多個(gè)共享變量操作時(shí)国章，循環(huán)CAS就無法保證操作的原子性，這個(gè)時(shí)候可以用鎖豆村。還有一個(gè)取巧的辦法液兽，就是把多個(gè)共享變量合并成一個(gè)共享變量來操作。比如你画，有兩個(gè)共享變量i=2,j=a,合并一下ji=2a,然后用CAS來操作ij抵碟。從Java 1.5開始桃漾，JDK提供了AtomicReference類來保證引用對(duì)象之前的原子性，就可以把多個(gè)變量放在一個(gè)對(duì)象里來進(jìn)行CAS操作拟逮。
