11. 并发终结之CAS

我们都知道用Volatile修饰只能保证内存可见性， 并不保证原子性，JUC提供Atomic类，内部其实也是用Volatile保证内存可见性，但是用CAS(Compare-And-Swap)算法来保证数据的原子性（CAS是线程安全的）。
CAS的典型使用模式：首先从V中读取值A，并根据A计算新值B，然后通过CAS以原子方式将V中的值由A变成B（只要在这期间没有任何线程将V的值修改成其他值）。
CAS : 是硬件对于并发操作共享数据的支持。
包含了三个操作数
内存值V ： 主存中要更新的变量
预估值A ：表示预期的值
更新值B ： 表示新值
当且仅当V == A时，V = B，否则 V 不等于 A，意味着已经被其他线程更改，当前线程放弃此操作。
在JDK里面提供了Unsafe类，封装了一些可用的CAS操作，AtomicInteger里面compareAndSet这个方法是调用unsafe.compareAndSwapInt这个方法，这个方法有四个参数，其中第一个参数为需要改变的对象，第二个为偏移量(即之前求出来的valueOffset的值)，第三个参数为期待的值，第四个为更新后的值。
如果value的值（内存的value）与expect这个值相等，那么则将value修改为update这个值，并返回一个true，如果调用该方法时，value的值与expect这个值不相等，那么不做任何操作，并范围一个false。

/**
     * Atomically sets the value to the given updated value
     * if the current value {@code ==} the expected value.
     *
     * @param expect the expected value
     * @param update the new value
     * @return {@code true} if successful. False return indicates that
     * the actual value was not equal to the expected value.
     */
    public final boolean compareAndSet(int expect, int update) {
        return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);
    }

Volatile的问题

• ABA问题
  线程1准备用CAS将变量的值由A替换为B，在此之前，线程2将变量的值由A替换为C，又由C替换为A，然后线程1执行CAS时发现变量的值仍然为A，所以CAS成功。但实际上这时的现场已经和最初不同了，尽管CAS成功，但可能存在潜藏的问题
  ABA --> 解决方式，添加版本号，类似AtomicStampedReference(个数 被动过几次)，AtomicMarkableReference( Boolean 有没有被动过)
• CPU消耗
  CPU的耗费，如果CAS compareAndSetInt一直不成功，则会一直循环（自旋）。
• 单个volatile变量
  只能保证一个共享变量的原子操作，不过可用采用AmoticReference类型解决这个问题。