在Java中可以通過鎖和CAS的方式實現原子操作。

CAS實現原子操作的三大問題

1.ABA問題

CAS需要在操作值的時候，檢測值有沒有發生變化，如果沒有發生變化則更新。
但是如果一個值原來是A，變成B，又變成A，那么使用CAS進行檢查時會發現它的值沒有發生變化，但實際上卻發生了變化了。ABA問題的解決思路是使用版本號。在變量前面追加上版本號，每次變量更新的時候把版本號加1，那么A-》B-》A 就會變成 1A-》2B-》3A。
從Java1.5 開始，JDK的Atomic 包里提供了一個類 AtomicStampedReference 來解決ABA的問題。這個類的compareAndSet 方法的作用是首先檢查當前的引用是否等于預期引用，并且檢查當前標志是否等于預期標志，如果全部相等，則以原子方式將該引用和該標志的值設置為給定的更新值。
標志就相當于版本號

public boolean compareAndSet(V expectedReference,//預期引用V newReference,//更新后的引用int expectedStamp,//預期標志int newStamp// 更新后的標志) {Pair<V> current = pair; // volatile 修飾的變量returnexpectedReference == current.reference &&expectedStamp == current.stamp &&((newReference == current.reference &&newStamp == current.stamp) ||casPair(current, Pair.of(newReference, newStamp)));}

2.循環時間長開銷大

自旋CAS如果長時間不成功，會給CPU帶來非常大的執行開銷。

3.只能保證一個共享變量的原子操作

當對一個共享變量執行操作時，我們可以使用循環CAS的方式來保證原子操作，但是對于多個共享變量操作時，循環CAS就無法保證操作的原子性，這個時候就可以用鎖。還有一個取巧的辦法，就是把多個共享變量合成一個共享變量來操作。比如，有兩個共享變量 i=2，j=a ，合并一下就是 ij=2a ，然后用CAS操作ij。從java1.5開始，JDK提供了 AtomicReference 類來保證引用對象之間的原子性，就可以把多個變量放到一個對象里進行CAS操作。

使用鎖機制實現原子操作

鎖機制保證了只有獲得鎖的線程才能夠操作鎖定的內存區域。JVM內部實現了很多種鎖機制，有偏向鎖、輕量級鎖和互斥鎖。有意思的是除了偏向鎖，JVM實習鎖的方式都是用了循環CAS，即當一個線程想進入同步塊的時候使用循環CAS的方式來獲取鎖，當他退出同步塊的時候使用循環CAS釋放鎖。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的CAS实现原子操作的三大问题的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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