CAS無鎖機制原理，面試高頻問題之一，其實，日常開發中并不會直接使用CAS無鎖機制，都是通過一系列封裝好的工具類來使用，

說不定面試官不提問，都不知道有這么個東西存在。

1、能說一下你對CAS的理解嗎？

參考回答：

通常我們提到保證多線程安全，會想到三種方式，一是使用Synchronize關鍵字，但是有個問題就是，使用了Synchronize加鎖后的多線程相當于串行，執行效率并不是太高，所以在高并發場景下，使用第二種方式Lock鎖，Lock鎖要比使用Synchronize關鍵字在性能上有極大的提高，其實Lock鎖底層就是通過AQS+CAS機制實現的；第三種方式就是使用Java并發包下的Atomic「e淘米客」原子操作類，使用了原子類后就不需要使用Synchronize關鍵字或者是Lock加鎖也是線程安全的，原子類的底層就是基于CAS無鎖算法實現的。

CAS 比較后再交換。CAS有三個操作數，舊值A，新值B，以及需要讀取的內存值V，在更新一個變量時，當且僅當A=V相同時，CAS才會將內存值V修改為B，否則什么都不做。

參考回答有點啰嗦了，提到了CAS的應用場景原子類的使用，但多說點顯得有丶東西

2、能說一下CAS的實現原理嗎？

參考回答

Java里的CAS是通過調用Unsafe「安sei夫」類的native方法，再由C調用CPU底層命令實現的。

如果問到Unsafe?

Unsafe 這個類是 JDK 提供的一個比較底層的類，是一個不安全的類，官方不建議開發者使用的，為啥呢？①Unsafe在未來可能被移除，也就是高版本jdk可能無法運行；②Unsafe中不少方法中必須提供內存地址和被替換對象的地址，中間會有一些計算問題，一旦出現問題就會導致jvm實例崩潰；③Unsafe中提供的直接訪問內存的方法不受jvm管理，需要手動操作，如果疏忽可能會觸發內存泄漏；

Unsafe通常用來：「額外補充，了解即可」

• 內存管理：包括分配內存、釋放內存
• 操作類、對象、變量：通過獲取對象和變量偏移量直接修改數據
• 掛起與恢復：將線程阻塞或者恢復阻塞狀態
• CAS：調用 CPU 的 CAS 指令進行比較和交換
• 內存屏障：定義內存屏障，避免指令重排序

如果你想了解加深CAS原理，那么可以敲出一個原子類變量，比如AtomicInteger，直接看一下他的源碼，找一下Unsafe是怎么大量應用的。

3、能說一下CAS的優缺點？

缺點

CPU開銷比較大：
在并發量比較高的情況下，如果線程反復嘗試更新一個變量，卻又一直更新不成功，循環往復，會給CPU帶來很大的壓力。

只能保證一個共享變量的原子操作：
只能是一個變量的原子操作，無法確保整個代碼塊的原子性，也就是在需要保證2個及以上變量共同進行原子性的更新時，就不得不使用Synchronized了

ABA問題：
假設有一個變量 A ，經修改后變為B，然后又修改為 A，實際已經修改過了，但 CAS 可能無法感知，造成了不合理的值修改操作。
解決方案是：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一，那么A－B－A 就會變成1A-2B－3A

*優點

在一般情況下，性能優先于鎖的使用。

4、最后補充

從思想上來說，Synchronized屬于悲觀鎖，悲觀地認為程序中的并發情況嚴重，所以嚴防死守。

CAS屬于樂觀鎖，樂觀地認為程序中的并發情況不那么嚴重，所以讓線程不斷去嘗試更新。

CAS和Synchronized沒有絕對的好與壞，關鍵看使用場景。在并發量非常高的情況下，反而用同步鎖更合適一些。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的面试必备：CAS无锁机制的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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