CAS：轻松实现多线程环境下的原子操作

2023-10-04 00:22:20

当然可以，我可以写一篇关于 CAS 的技术文章。

CAS（Compare-And-Swap）是一种CPU并发原语，它可以判断内存中某个位置的值是否等于预期值，如果是，则将该值更新为新值，这个过程是原子的，即整个过程不可中断，从而确保了数据的完整性。

CAS并发原语体现在Java语言中就是sun.misc.Unsafe类中的各个本地方法。Unsafe是一个提供对底层操作系统和硬件平台的直接访问权限的类，它允许我们使用CAS原语来实现原子操作。

在多线程编程中，CAS原语非常有用。它可以帮助我们解决一些常见的问题，比如竞态条件和死锁。

原理和应用

CAS 原语的实现依赖于硬件指令，如比较并交换 (Compare-And-Swap, CAS)。CAS 指令将三个参数作为输入：内存地址、预期值和新值。如果内存地址处的值等于预期值，则将该值更新为新值，否则不执行任何操作。

public static boolean compareAndSwapInt(Object var1, long var2, int var4, int var5) {
    return UNSAFE.compareAndSwapInt(var1, var2, var4, var5);
}

CAS 原语可以用来实现多种原子操作，比如：

原子更新 ：CAS 原语可以用来原子更新变量的值。例如，我们可以使用 CAS 原语来实现一个自增计数器。

public static int incrementAndGet(AtomicInteger var0) {
    int var1;
    do {
        var1 = var0.get();
    } while(!UNSAFE.compareAndSwapInt(var0, INTEGER_VALUE_OFFSET, var1, var1 + 1));

    return var1 + 1;
}

原子比较和交换 ：CAS 原语可以用来原子比较变量的值是否等于预期值，如果是，则将该值更新为新值。例如，我们可以使用 CAS 原语来实现一个无锁的栈。

public void push(E var1) {
    while(true) {
        Node var2 = this.top;
        Node var3 = new Node(var1, var2);
        if (UNSAFE.compareAndSwapObject(this, TOP_OFFSET, var2, var3)) {
            return;
        }
    }
}