CAS

CAS（CompareAndSet 或 CompareAndSwap）又称 无锁，乐观锁，实现方式是非阻塞同步。

CAS指令有三个操作数，分别是内存位置（在Java中可以简单地理解为变量的内存地址，用V表示）、旧的预期值（用A表示）和准备设置的新值（用B表示）。

CAS指令执行时，当且仅当V符合A时，处理器才会用B更新V的值，否则它就不执行更新。但是，不管是否更新了V的值，都会返回V的旧值，上述的处理过程是一个原子操作，执行期间不会被其他线程中断。CAS指令的底层是原子操作，保证了原子性，解决了指令交错问题。

例如 java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger#compareAndSet 方法

/**
* @param expect the expected value
* @param update the new value
* 如果调用该方法的值是期望值（expect），那么更新 value = update，返回true
*/
public final boolean compareAndSet(int expect, int update) {
  return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);
}

在JDK 5之后，Java类库中才开始使用CAS操作，该操作由sun.misc.Unsafe类里面的compareAndSwapInt()和compareAndSwapLong()等几个方法包装提供。HotSpot虚拟机在内部对这些方法做了特殊处理，即时编译出来的结果就是一条平台相关的处理器CAS指令，没有方法调用的过程，或者可以认为是无条件内联进去了。

AtomicInteger等底层的 value 被 volatile 修饰，保证了可见性和禁止指令重排，可见性保证了多个线程间 CAS 操作，可以访问到最新的 value。

CAS和synchronized的对比

CAS 可以实现无锁并发，适用于线程数少、多核 CPU 的场景下。

• CAS 是基于乐观锁的思想：其他线程可以修改共享变量，不加任何锁。
• synchronized 是基于悲观锁的思想：给共享变量上锁，阻塞其他想获得锁的线程，直到锁的释放。

CAS 体现的是无锁并发、无阻塞并发

• 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。

ABA问题及解决

CAS操作存在一个逻辑漏洞：如果一个变量V初次读取的时候是A值，并且在准备赋值的时候检查到它仍然为A值，那就能说明它的值没有被其他线程改变过吗？这是不能的。因为如果在这段期间它的值曾经被改成B，后来又改为A，那CAS操作就会误认为它从来没有改变过。

change A -> B    true
change B -> A    true
change A -> C    true

解决方法：
控制变量值的版本来保证 CAS 的正确性。使用带有标记的原子引用类 AtomicStampedReference，为变量值提供版本号。
但是大部分情况下ABA问题不会影响程序并发的正确性，如果需要解决ABA问题，改用传统的互斥同步可能会比原子类更为高效。