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以简释繁：JAVA锁原理之CAS原子操作篇

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在计算机科学中，原子操作是指由多步操作组成的一个操作。如果该操作不能原子地执行，则要么执行完所有步骤，要么一步也不执行，不可能只执行所有步骤的一个子集。现代操作系统中，一般都提供了原子操作来实现一些同步操作，所谓原子操作，也就是一个独立而不可分割的操作。

在Java中，CAS（Compare And Swap）是一种非阻塞同步机制，它通过比较和交换两个值来实现原子操作。CAS操作的步骤如下：

  1. 读出一个变量的值V。
  2. 比较V与期望值E是否相等。
  3. 如果相等，则将V更新为新的值N。
  4. 如果不相等，则不更新V，并返回V的原始值。

CAS操作可以用于实现各种同步操作，例如自旋锁、互斥锁和读写锁。CAS操作的优点是它是非阻塞的，这意味着它不会导致线程阻塞。CAS操作的缺点是它只能用于更新单个变量，如果要更新多个变量，则需要使用其他同步机制。

下面是一个使用CAS操作实现自旋锁的例子：

public class SpinLock {

    private volatile boolean locked = false;

    public void lock() {
        while (true) {
            if (!locked) {
                if (CAS(locked, false, true)) {
                    break;
                }
            }
        }
    }

    public void unlock() {
        locked = false;
    }

    private boolean CAS(boolean expectedValue, boolean currentValue, boolean newValue) {
        return Unsafe.compareAndSwapInt(this, LOCKED_OFFSET, expectedValue, newValue);
    }

    private static final long LOCKED_OFFSET = Unsafe.objectFieldOffset(SpinLock.class, "locked");
    private static final Unsafe UNSAFE = Unsafe.getUnsafe();
}

在上面的例子中，locked变量是一个volatile变量，它表示锁的状态。lock()方法使用CAS操作来获取锁。如果locked变量的值为false，则将locked变量的值更新为true，并返回true。如果locked变量的值不为false，则不更新locked变量的值，并返回false。unlock()方法将locked变量的值更新为false，释放锁。

CAS操作是一种非常重要的同步机制，它广泛用于Java并发编程中。