CAS是Java无锁编程的核心机制,通过硬件原子指令比较并交换内存位置的值,需指定内存位置、预期原值和新值三个参数,成功条件为实际值等于预期值;它基于乐观锁思想避免线程阻塞,但存在ABA问题、单变量限制和自旋开销等局限。

CAS(Compare-And-Swap)是Java并发编程中实现无锁操作的核心机制,本质是一种硬件级原子指令,用于在多线程环境下安全地更新共享变量,无需加锁。
CAS操作必须同时指定三个参数:
只有当V处的实际值等于A时,才把B写入V;否则不修改,返回失败。整个过程由CPU指令(如x86的CMPXCHG)保证原子性,不可中断。
开发者几乎不直接调用底层Unsafe,而是通过java.util.concurrent.atomic包中的原子类间接使用:
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AtomicInteger.compareAndSet(0, 1):若当前值为0,则设为1,返回true/false表示是否成功AtomicReference.compareAndSet(oldObj, newObj):适用于对象引用的无锁更新AtomicStampedReference:为解决ABA问题而设计,带版本戳的CAS这些类内部都基于Unsafe.compareAndSwapXXX方法,配合volatile字段保障可见性与有序性。
传统synchronized或ReentrantLock属于悲观锁——假定冲突必然发生,先加锁再操作,失败线程被挂起等待;CAS则是乐观策略:
但要注意:高竞争下自旋会浪费CPU,且无法保证单次操作绝对成功,需配合循环逻辑(如getAndIncrement()内部就是do-while自旋)。
它不是银弹,有三个经典短板:
AtomicStampedReference加入时间戳或版本号缓解AtomicReference<object></object>或VarHandle(JDK9+)封装多个字段基本上就这些。
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