什么是CAS机制
CAS是英文单词Compare and Swap的缩写，翻译过来就是比较并替换
CAS机制中使用了3个基本操作数：内存地址V，旧的预期值A，要修改的新值B。
看如下几个例子：
package com.example.demo.concurrentDemo;
import org.junit.Test;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
public class CasTest {
private static int count = 0;
@Test
public void test1(){
for (int j = 0; j < 2; j++) {
new Thread(() -> {
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
count++;
}
}).start();
}
try {
Thread.sleep(5000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//结果必定 count <= 20000
System.out.println(count);
}
@Test
public void test2() {
for (int j = 0; j < 2; j++) {
new Thread(() -> {
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
synchronized (this) {
count++;
}
}
}).start();
}
try {
Thread.sleep(5000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//synchronized 类似于悲观锁
//synchronized关键字会让没有得到锁资源的线程进入BLOCKED状态，而后在争夺到锁资源后恢复为RUNNABLE状态
//这个过程中涉及到操作系统用户模式和内核模式的转换，代价比较高
System.out.println(count);
}
private static AtomicInteger atoCount = new AtomicInteger(0);
@Test
public void test3() {
for (int j = 0; j < 2; j++) {
new Thread(() -> {
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
atoCount.incrementAndGet();
}
}).start();
}
try {
Thread.sleep(5000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//Atomic操作类的底层正是用到了“CAS机制”
System.out.println(atoCount);
}
}CAS 缺点
1） CPU开销过大
在并发量比较高的情况下，如果许多线程反复尝试更新某一个变量，却又一直更新不成功，循环往复，会给CPU带来很到的压力。
这个可以通过看：AtomicInteger.incrementAndGet()源码，可知这是一个无限循环，获取实际值与预期值比较，当相等才会跳出循坏。
2） 不能保证代码块的原子性
CAS机制所保证的知识一个变量的原子性操作，而不能保证整个代码块的原子性。比如需要保证3个变量共同进行原子性的更新，就不得不使用synchronized了。
3） ABA问题
这是CAS机制最大的问题所在。
什么是ABA?先看下面例子：
我们先来看一个多线程的运行场景：
时间点1 ：线程1查询值是否为A
时间点2 ：线程2查询值是否为A
时间点3 ：线程2比较并更新值为B
时间点4 ：线程2查询值是否为B
时间点5 ：线程2比较并更新值为A
时间点6 ：线程1比较并更新值为C
在这个线程执行场景中，2个线程交替执行。线程1在时间点6的时候依然能够正常的进行CAS操作，尽管在时间点2到时间点6期间已经发生一些意想不到的变化， 但是线程1对这些变化却一无所知，因为对线程1来说A的确还在。通常将这类现象称为ABA问题。
ABA发生了，但线程不知道。又或者链表的头在变化了两次后恢复了原值，但是不代表链表就没有变化。
ABA隐患
就像兵法讲的：偷梁换柱、李代桃僵
历史事件：赵氏孤儿
解决ABA问题两种方法：
1、悲观锁思路，加锁；
2、乐观锁思路，通过AtomicStampedReference.class
源码实现，具体看源码：
1. 创建一个Pair类来记录对象引用和时间戳信息,采用int作为时间戳，实际使用的时候时间戳信息要做成自增的，否则时间戳如果重复，还会出现ABA的问题。这个Pair对象是不可变对象，所有的属性都是final的， of方法每次返回一个新的不可变对象。
2. 使用一个volatile类型的引用指向当前的Pair对象，一旦volatile引用发生变化，变化对所有线程可见。
3. set方法时，当要设置的对象和当前Pair对象不一样时，新建一个不可变的Pair对象。
4. compareAndSet方法中，只有期望对象的引用和版本号和目标对象的引用和版本好都一样时，才会新建一个Pair对象，然后用新建的Pair对象和原理的Pair对象做CAS操作。
5. 实际的CAS操作比较的是当前的pair对象和新建的pair对象，pair对象封装了引用和时间戳信息。
Demo:
@Test
public void test4() {
final int timeStamp = atoReferenceCount.getStamp(); new Thread(() -> {
while(true){
if(atoReferenceCount.compareAndSet(atoReferenceCount.getReference(),
atoReferenceCount.getReference()+1, timeStamp, timeStamp + 1)){
System.out.println("11111111");
break;
}
}
},"线程1：").start(); new Thread(() -> {
while(true){
if(atoReferenceCount.compareAndSet(atoReferenceCount.getReference(),
atoReferenceCount.getReference()+1, timeStamp, timeStamp + 1)){
System.out.println("2222222");
break;
}
}
},"线程2：").start(); try {
Thread.sleep(10000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} System.out.println(atoReferenceCount.getReference());
}
第二个没有执行，因为时间戳不对了。
修改下代码：
@Test
public void test4() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
new Thread(() -> {
boolean f = atoReferenceCount.compareAndSet(atoReferenceCount.getReference(),
atoReferenceCount.getReference() + 1, atoReferenceCount.getStamp(),
atoReferenceCount.getStamp() + 1); System.out.println("线程"+Thread.currentThread()+"result="+f);
}, "线程："+i).start();
}
try {
Thread.sleep(10000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} System.out.println(atoReferenceCount.getReference());
}
结果：可见线程：0，比较的时候发现时间戳变了，所以没有+1。
demo2:
@Test
public void test5() {
for (int i = 0; i < 4; i++) {
new Thread(() -> {
for (int j = 0; j < 500; j++) {
boolean f = atoReferenceCount.compareAndSet(atoReferenceCount.getReference(),
atoReferenceCount.getReference() + 1, atoReferenceCount.getStamp(),
atoReferenceCount.getStamp() + 1); System.out.println("线程"+Thread.currentThread()+">>j="+j+",result="+f);
}
}, "线程："+i).start();
}
try {
Thread.sleep(10000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} System.out.println(atoReferenceCount.getReference());
}
有3次比较时间戳发现已经不同
参考：
https://blog.csdn.net/qq_32998153/article/details/79529704