【JUC并发】八股总结二: CAS及乐观锁乐观锁和悲观锁了解么？如何实现乐观锁？悲观锁：每次访问资源前都会上锁，访问完

乐观锁和悲观锁了解么？如何实现乐观锁？

悲观锁：每次访问资源前都会上锁，访问完后解锁。也是互斥锁，synchronized和ReentrantLock就是悲观锁。

乐观锁：很乐观，认为被访问的资源不会出问题，不加锁。只是在修改的时候验证资源是否被其他人修改了。

一般在数据表中加version字段，每次修改数据version都会+1。

读取数据时获取version值，更新数据时如果version值没变才更新。

CAS，即Compare and Swap (比较并交换。CAS操作包括三个参数: 值的内存地址V、旧的预期数A、新的值B。CAS操作会比较内存地址V的值与预期数A是否相等，如果相等，则将内存地址V的值更新为新值B，否则不做任何操作或者自旋重试。它是一个原子操作。

Java中的CAS，Unsafe类提供了compareAndSwap本地方法。

乐观锁用于解决并发安全问题的一种方式。
无锁的思想，减少锁竞争。解决并发场景下的性能问题，悲观锁在读取数据的时候会锁定资源然后修改，乐观锁则是只有在修改数据的时候检查冲突，提高了并发性能。

CAS，即Compare and Swap (比较并交换。CAS操作包括三个参数: 值的内存地址V、旧的预期数A、新的值B。CAS操作会比较内存地址V的值与预期数A是否相等，如果相等，则将内存地址V的值更新为新值B，否则不做任何操作或者自旋重试。它是一个原子操作

Java中用unsafe类实现的，unsafe类都是native方法，Java方法不能操作内存，native方法可以操作内存。

通过cpu的原子指令cmpxchg，对总线加锁。保证CPU的独占。

Unsafe类 ：是CAS的核心类，由于Java方法无法直接访问底层系统，需要通过本地（native）方法来访问，Unsafe类可以直接操作特定内存的数据。（Unsafe类可以对内存进行操作）

注意：Unsafe类中的所有方法都是native修饰的，也就是说Unsafe类中的所有方法都直接调用操作系统底层资源执行相应任务。

CAS底层原理 ：基于unsafe类的compareAndSwapxxx这个native方法，底层实现是一条CPU的原子指令。

也就是说CAS的原子性实际上是CPU实现独占的，比起用synchronized重量级锁，这里的排他时间要短很多，所以在多线程情况下性能会比较好。

cas是cpu的原子指令cmpxchg，会判断当前系统是否为多核系统，如果是就给总线加锁，只有一个线程会对总线加锁成功，加锁成功之后会执行cas操作，也就是说CAS的原子性实际上是CPU实现独占的

类主要利用CAS+volatile和native方法来保证原子操作（volatile修饰原子类在保存的变量）

getAndIncrement() 底层采用 Unsafe CAS自旋的方式

自旋步骤：先获取该对象value变量地址内存的值作为预期值，然后比较 内存地址的值 与 预期值是否相等，如果相同设置新的值，不相同重新自旋获取内存地址的值。

CAS的三个问题

在每次修改时添加一个版本号或者时间戳，后续使用CAS更新不止要判断内存地址V中的值和预期原值是否相同，还要判断版本号或者时间戳是否变动过，如果二者都相同，那么说明这个值没有被修改过。
Java中在Atomic包下也提供了AtomicStampedReference来解决ABA问题。

Java中提供了AtomicReference这个类，将多个变量放在一个对象中解决。

使用jdk8中的LongAdder，采用了分段的思想，在高并发计数累加场景下性能远高于AtomicLong。

具体原理介绍可以看这篇文章cloud.tencent.com/developer/a…

LongAdder longAdder = new LongAdder();
longAdder.add(1000L);
longAdder.increment();