一.什麼是cas

　　CAS的全稱是Compare-And-Swap，他是一條CPU併發原語。

　　java中的CAS，都是通過unsafe類實現的，其主要的操作是，當一個執行緒從主記憶體拿到一個變數到自己工作記憶體，並經過計算處理，準備寫回主記憶體的時候，會首先比對當前主記憶體的變數指向的記憶體地址裡面的值，與期望值（執行緒一開始拿變數時，變數對應的值）是否相等，如果相等，則表示沒有其他執行緒對這個變數操作過，隨後就將要更新的值寫進主記憶體中。假如不相等，則表示有執行緒修改過這個變數，則會把主記憶體中變數的最新值拿回去，重新做一次計算操作，以此迴圈。

二.cas的底層原理

下面是java atomicInteger的程式碼：

public final int getAndIncrement() {
　　return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, 1);
}

下面是unsafe.class中的程式碼(這個類是java的原生類，在jdk的rt.jar/sun/misc裡面)：

//第一個引數var1為給定物件，var2為物件記憶體的偏移量，通過這個偏移量迅速定位欄位並設定或獲取該欄位的值，
//var5表示期望值，var4表示要新增的數值
public final int getAndAddInt(Object var1, long var2, int var4) {
    int var5;
    do {
        var5 = this.getIntVolatile(var1, var2);
    } while(!this.compareAndSwapInt(var1, var2, var5, var5 + var4));

    return var5;
}
 

可以看出，unsafe類可以直接操作指標，根據給定的物件和記憶體偏移量迅速地獲取到變數值。在do...while中，首先根據物件和記憶體偏移量拿到一個值作為期望值，然後在while的條件語句中，再一次根據物件和記憶體偏移量獲取變數的當前值，並與期望值作出對比，如果相等，則加上var4。假如不相等，則從新獲得期望值，並迴圈。

三.CAS的缺點

　　最明顯的一點，CAS有可能出現一個很長的迴圈，假如執行緒一直沒有寫成功，那他就會一直自旋，非常消耗CPU資源。而且它只能保證一個共享變數的操作，對於多變數操作，只能加鎖。

　　其次就是ABA問題，導致ABA問題的原因是兩個執行緒的工作時間差距太大。例如執行緒a需要10秒，執行緒b需要2秒，它們同時從主執行緒中拿到x1並開始工作，在10秒中，執行緒b先把x1改成x2，x2改成x3。。。。最後x3又該回去x1，這時候執行緒a算出結果x4並對主記憶體中的變數進行CAS操作，通過比較期望值和現時變數的值發現是一致的，就認為這段時間裡面沒有其他執行緒對變數進行修改過，但是實際上，這個變數以及是被修改過多次了。