CAS原理及其API原子类

1.CAS及使用

1.1. CAS概念

1.2.原子类的使用

1.3.CAS使用自旋锁

2.CAS的ABA问题

2.1.问题介绍

2.2.ABA问题解决方式

1.CAS及使用

1.1. CAS概念

（1）CAS，其实是一种操作的简称，全称为：Compare and swap。

（2）通过全称，我们就可以知道，它的作用就是：比较并且交换，这里的操作数不是两个，而是三个。

（3）作用1：类似一个方法，有三个参数，A、V、B

比较A与V比较是否相等；如果相等，将B和A交换；反之，不进行任何操作。

上述的比较：是将A内存中的值和V寄存器中的值进行比较，如果它们里面的值相等，就会将B寄存器中的值赋值给A内存中。也就是将内存A中的值和寄存器B中的值进行交换，就不会考虑交换后寄存器B中的值。

（4）作用2：CAS可以保证这一系列操作是原子性的（保证线程安全）

上述将了一堆概念，下面介绍使用CAS的使用；因为JVM对CAS进行了封装，所以我们可以直接使用CAS提供的api就可以了。

1.2.原子类的使用

原子类也就是对cas封装后的抽象表示，但是cas不推荐大家使用，性价比低，安全隐患大。

（1）原子类

大约有下面这些原子类，通过下面的类操作一些数，是原子性的。

这里的类很多，我们这里只介绍一个：AtomicInteger

（2）AtomicInteger类

这个是我们比较常用的类，是对int的封装，对一个int数据进行++或者--操作，可以保证其是原子性，也就是线程安全。

创造一个AtomicInteger对象

private static AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);

这句代码的意思就是：定义一个int遍历count，并且赋值为0，相当于int count = 0;只不过这样创造的变量可以调用这个类里面的方法进行++或者--操作，并且保证原子性。

五个方法

方法名	作用
getAndIncrement()	后置++
incrementAndGet()	前置++
getAndDecrement()	后置--
decrementAndGet()	前置--
getAndAdd()	+=操作

演示：

后置++

前置++；

同理：前置--和后置--也是一样的操作

+=操作；

（3）使用AtomicInteger类进行多线程操作

单单使用AtomicInteger操作体现不出来它的特点，我们一样是使用对比手法。

操作：使用两个线程对count各进行50000次++操作

普通int变量

 private static int count = 0;
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        System.out.println("++操作前："+count);
        Thread t1 = new Thread(()->{
            for(int i=0;i<50000;i++) {
                count++;
            }
        });
        Thread t2 = new Thread(()->{
            for(int i=0;i<50000;i++) {
                count++;
            }
        });
        t1.start();
        t2.start();
        t1.join();
        t2.join();
        System.out.println("++操作后："+count);
    }

明明都++了50000次，但是结果却不是100000，很明显的线程不安全。

AtomicInteger变量

 private static AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        System.out.println("++操作后："+count);
        Thread t1 = new Thread(()->{
            for(int i=0;i<50000;i++) {
                count.getAndIncrement();
            }
        });
        Thread t2 = new Thread(()->{
            for(int i=0;i<50000;i++) {
                count.getAndIncrement();
            }
        });
        t1.start();
        t2.start();
        t1.join();
        t2.join();
        System.out.println("++操作后："+count);

    }