CAS及其ABA问题

CAS、volatile是JUC包实现同步的基础。Synchronized下的偏向锁、轻量级锁的获取、释放，lock机制下锁的获取、释放，获取失败后线程的入队等操作都是CAS操作锁标志位、state、队列完成的。

CAS过程

CAS的全称是Compare And Swap 即比较交换，是系统原语，由一系列系统的指令组成，不可被分割，简单的说就是CAS操作时一个原子性的操作。在sun.misc.unsafe类中，所有方法都是native的，都直接调用操作系统底层资源执行相应任务，比如直接操作内存，Java中CAS操作的执行依赖于Unsafe类的方法。其算法核心思想如下

其包含3个参数

V表示要更新的变量（即内存中的某变量的当前值）
E表示预期值
N表示新值

CAS操作需要我们提供一个期望值E，当 E == V 时，说明还没线程修改该值，当前线程可以进行修改为N，但如果期望值与当前线程不符，则说明该值已被其他线程修改，此时不执行更新操作，但可以选择重新读取该变量再尝试再次修改该变量 (也叫自旋) ，也可以放弃操作。

CAS的ABA问题

虽然CAS可以用很小的开销完成某些需要同步的操作，但也存在一些问题，比如ABA问题，并发量大的情况下自旋消耗过大的问题。关于ABA问题，举例说明：

我买东西付款100元后，由于一些原因，发起了两个付款线程 1、2。线程1 预期我的账户内存中的值为A元钱，要把它-100修改为B元。

这时线程1阻塞了，线程2顺利执行把A改为B。（正常情况下，线程1应该是CAS失败的，因为内存值B以经不等于它的预期值A了）

线程1还没来得及继续执行，你给我转账100元，并且这个转账线程3 顺利执行完毕，我的账户+100，又变成A元。

在转账线程3完成后，线程1终于又开始执行了，它发现内存值还是A，于是它会执行扣款操作。我平白无故损失100元。

简单的说，ABA问题是：两个进行同样操作的线程，本来是应该只能有一个操作成功，但是由与第三者介入二者之间修改数据，迷惑了二者中后执行的线程，使两个线程同样的操作都执行成功了。比如扣了两次款！

解决办法是给我的余额值加个版本号，经过一次修改就更新一次版本。对于有些情况，预期中的值、版本号 == 内存中值、版本号，即二者都想等，才执行更新操作。

巴特西

CAS及其ABA问题

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