1.CAS

CAS 即 Compare and Swap ，它体现的一种乐观锁的思想，比如多个线程要对一个共享的整型变量执行 +1 操作：

// 需要不断尝试
while(true) {   int 旧值 = 共享变量 ; // 比如拿到了当前值 0  int 结果 = 旧值 + 1; // 在旧值 0 的基础上增加 1 ，正确结果是 1  /*  这时候如果别的线程把共享变量改成了 5，本线程的正确结果 1 就作废了，这时compareAndSwap 返回 false，重新尝试，直到：    compareAndSwap 返回 true，表示我本线程做修改的同时，别的线程没有干扰  */  //这里其实是把共享变量的值与旧值做比较，如果相同，就可以安全的把结果写入共享变量if( compareAndSwap ( 旧值, 结果 )) {     // 成功，退出循环  }
}

CAS对共享变量可以不用加锁。
**获取共享变量时，为了保证该变量的可见性，需要使用 volatile 修饰。**结合 CAS 和 volatile 可以实现无锁并发，适用于竞争不激烈、多核 CPU 的场景下。

因为没有使用 synchronized，所以线程不会陷入阻塞，这是效率提升的因素之一
但如果竞争激烈，可以想到重试必然频繁发生，反而效率会受影响
线程陷入阻塞，会涉及到线程的上下文切换，这样就严重降低了效率。

CAS 底层依赖于一个 Unsafe 类来直接调用操作系统底层的 CAS 指令，下面是直接使用 Unsafe 对象进行线程安全保护的一个例子

import sun.misc.Unsafe;
import java.lang.reflect.Field;
public class TestCAS {    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {DataContainer dc = new DataContainer();        int count = 5;Thread t1 = new Thread(() -> {for (int i = 0; i < count; i++) {                dc.increase();}});t1.start();t1.join();System.out.println(dc.getData());}
}
class DataContainer{private volatile int data;static final Unsafe unsafe;static final long DATA_OFFSET;static {try {// Unsafe 对象不能直接调用，只能通过反射获得Field theUnsafe =Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");theUnsafe.setAccessible(true);unsafe = (Unsafe) theUnsafe.get(null);}catch(NoSuchFieldException | IllegalAccessException e) {throw new Error(e);}try {// data 属性在 DataContainer 对象中的偏移量，用于 Unsafe 直接访问该属性。//方便定位data的地址。DATA_OFFSET=unsafe.objectFieldOffset(DataContainer.class.getDeclaredField("data"));} catch (NoSuchFieldException e) {throw new Error(e);}}public void increase(){int oldValue;while(true) {// 获取共享变量旧值，可以在这一行加入断点，修改 data 调试来加深理解oldValue = data;    // cas 尝试修改 data 为 旧值 + 1，如果期间旧值被别的线程改了，返回 false/*第一个参数当前DataContainer对象，第二个参数偏移量。对前面两个信息我们知道，针对哪个字段做compareandSwap。后面的参数就是旧值和新值，它首先会把oldValue与共享变量的当前值做比较。如果两个不一致，表明修改失败，然后我就重新进入while循环，直到旧值和共享变量的值一致了。然后compareandswap才会返回true，并且新值更新到共享变量data里去。if条件成立，while就结束了    */        if (unsafe.compareAndSwapInt(this, DATA_OFFSET, oldValue, oldValue + 1)) {return;            }}    }public void decrease() {int oldValue;while(true) {oldValue = data;if (unsafe.compareAndSwapInt(this, DATA_OFFSET, oldValue, oldValue - 1)){                              return; }}}

2 乐观锁与悲观锁

CAS 是基于乐观锁的思想：乐观的估计，不怕别的线程来修改共享变量，就算改了也没关系，我吃亏点再重试呗。
synchronized 是基于悲观锁的思想：悲观的估计，得防着其它线程来修改共享变量，我上了锁你们都别想改，我改完了解开锁，你们才有机会。

3 原子操作类

juc（java.util.concurrent）中提供了原子操作类，可以提供线程安全的操作，例如：AtomicInteger、 AtomicBoolean等，它们底层就是采用 CAS 技术 + volatile 来实现的。可以使用 AtomicInteger 改写之前的例子：

// 创建原子整数对象
private static AtomicInteger i = new AtomicInteger(0);public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Thread t1 = new Thread(() -> {for (int j = 0; j < 5000; j++) {i.getAndIncrement();  // 获取并且自增  i++ //                i.incrementAndGet();  // 自增并且获取  ++i        }    });Thread t2 = new Thread(() -> {for (int j = 0; j < 5000; j++) {i.getAndDecrement();  // 获取并且自增  i++            } });t1.start();t2.start();t1.join();t2.join();System.out.println(i);
}

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