什么是CAS

CAS（ Compare-And-Swap）”比较并交换”（乐观锁的原理）

CAS 的特点是避免使用互斥锁，当多个线程同时使用 CAS 更新同一个变量时，只有其中一个线程能够操作成功，而其他线程都会更新失败。更新失败的线程并不会被阻塞，而是被告知这次由于竞争而导致的操作失败，但还可以再次尝试。

CAS 的思路

CAS 相关的指令是具备原子性的

CAS 有三个操作数：内存值 V、预期值 A、要修改的值 B。

核心思路：仅当预期值 A 和当前的内存值 V 相同时，才将内存值修改为 B。

下面我们用图解和例子的方式，让 CAS 的过程变得更加清晰，如下图所示：

假设有两个线程，分别使用两个 CPU，它们都想利用 CAS 来改变右边的变量的值。我们先来看线程 1，它使用 CPU 1，假设它先执行，它期望当前的值是 100，并且想将其改成 150。在执行的时候，它会去检查当前的值是不是 100，发现真的是 100，所以可以改动成功，而当改完之后，右边的值就会从 100 变成 150。

如上图所示，假设现在才刚刚轮到线程 2 所使用的 CPU 2 来执行，它想要把这个值从 100 改成 200，所以它也希望当前值是 100，可实际上当前值是 150，所以它会发现当前值不是自己期望的值，所以并不会真正的去继续把 100 改成 200，也就是说整个操作都是没有效果的，此次没有修改成功，CAS 操作失败。

当然，接下来线程 2 还可以有其他的操作，这需要根据业务需求来决定，比如重试、报错或者干脆跳过执行。举一个例子，在秒杀场景下，多个线程同时执行秒杀，只要有一个执行成功就够了，剩下的线程当发现自己 CAS 失败了，其实说明兄弟线程执行成功了，也就没有必要继续执行了，这就是跳过操作。所以业务逻辑不同，就会有不同的处理方法，但无论后续怎么处理，之前的那一次 CAS 操作是已经失败了的。

CAS 和乐观锁的关系，什么时候会用到 CAS？

CAS 在并发容器中的使用情况

1、ConcurrentHashMap中的casTabAt方法

2、ConcurrentLinkedQueue（非阻塞并发队列）的 offer 方法

CAS 在数据库中的使用情况

利用 version 字段在数据库中实现乐观锁和 CAS 操作，而在获取和修改数据时都不需要加悲观锁。

CAS 在原子类中的使用情况

…

CAS 有什么缺点？

1、ABA 问题。

假设第一个线程拿到的初始值是 100，然后进行计算，在计算的过程中，有第二个线程把初始值改为了 200，然后紧接着又有第三个线程把 200 改回了 100。等到第一个线程计算完毕去执行 CAS 的时候，它会比较当前的值是不是等于最开始拿到的初始值 100，此时会发现确实是等于 100，所以线程一就认为在此期间值没有被修改过，就理所当然的把这个 100 改成刚刚计算出来的新值，但实际上，在此过程中已经有其他线程把这个值修改过了，这样就会发生 ABA 问题。

添加一个版本号， A→B→A 变成了 1A→2B→3A，这样一来，就可以通过对比版本号来判断值是否变化过，解决 ABA 的问题。

2、自旋时间过长

3、范围不能灵活控制