一、原子类

java.util.concurrent.atomic下所有的类

二、没有用CAS之前

多线程下不使用原子类保证线程安全i++（基本数据类型）

package com.lori.juc2023.juc7;

public class casDemo1 {
    volatile int number = 0;
    //读取
    public int getNumber(){
        return number;
    }
    
    public synchronized  void setNumber(){
        number++;
    }
}

三、使用CAS之后

多线程环境，使用原子类保证线程安全i++（基本数据类型）

package com.lori.juc2023.juc7;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class casDemo1 {
//AtomicInteger 既能保证原子性，又比加锁轻便
   AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger();
   
   public int getAtomicInteger(){
       return atomicInteger.get();
   }
    
   public void setAtomicInteger(){
       //相当于i++
       atomicInteger.getAndIncrement();
   }
}

四、CAS是什么

1、原理

• compare and swap的缩写，中文翻译成比较并交换，实现并发算法时常用到的一种技术。
• 它包含三个操作数：内存位置、预期原值及更新值。
• 执行CAS操作的时候，将内存位置的值与预期原值比较：
  • 如果相匹配，那么处理器会自动将该位置值更新为新值，
  • 如果不匹配，处理器不做任何操作，多个线程同时执行CAS操作只有一个会成功。

举例说明： CAS有三个操作数，位置内存值V，旧的预期值A，要修改的更新值B。 当且仅当，旧的预期值A和内存值V相同时，将内存值V修改为B，否则什么都不做，或者重来。 当它重来重试的这种行为称为---自旋

2、代码

package com.lori.juc2023.juc7;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class casDemo1 {


    public static void main(String[] args) {
        AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(5);
        //看原始值是不是5，如果是5的话，将5修改为2023
        boolean compareAndSet = atomicInteger.compareAndSet(5, 2023);
        System.out.println(compareAndSet+"\t"+atomicInteger.get());
    }


}

• 第一次执行结果：
• 如果加多一次修改

package com.lori.juc2023.juc7;

import lombok.val;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class casDemo1 {


    public static void main(String[] args) {
        AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(5);
        //看原始值是不是5，如果是5的话，将5修改为2023
        boolean compareAndSet = atomicInteger.compareAndSet(5, 2023);
        System.out.println(compareAndSet+"\t"+atomicInteger.get());
        boolean andSet = atomicInteger.compareAndSet(5, 2023);
        System.out.println(compareAndSet+"\t"+atomicInteger.get());

    }
}

3、硬件级别的保证

• CAS是JDK提供的非阻塞原子性操作，它通过硬件保证了此较-更新的原子性。它是非阻塞的且自身具有原子性，也就是说这玩意效率更高且通过硬件保证，说明这玩意更可靠。
• CAS是一条CPU的原子指令（cmpxchg指令），不会造成所谓的数据不一致问题，Unsafe提供的 CAS方法（如compareAndSwapxxx）底层实现即为CPU指令cmpxchg。
• 执行cmpxchg指令的时候，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，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。

• var1：要操作的对象
• var2:标识要操作对象中属性地址的偏移量
• var4：表示要修改数据的期望值，也就是上一个版本拿到的值
• var5/var6：表示要修改为的新值

4、谈谈对Unsafe类的理解

• UnSafe类是CAS的核心类，由于Java犯法无法直接访问底层系统，需要通过本地方法native来访问，Unsafe相当于一个后门，基于该类可以直接操作特定的内存数据。Unsafe类存在于sun.misc包中，其内部方法操作可以像C的指针一样直接操作内存，因为Java中CAS操作的执行依赖于Unsafe类的方法。
• 注意：UnSafe类中所有的方法都是native修饰的，也就是说UnSafe类中的方法都是直接调用操作系统底层资源执行相应的任务。
• 变量valueOffset，表示该变量值在内存中的偏移地址，因为Unsafe就是根据内存偏移地址获取数据的
• 变量value用volatile修饰，保证了多线程之间的内存可见性

1、i++线程不安全，通过atomicInteger.getAndIncrement()保证线程安全

• CAS的全称是Compare-And-Swap，它是一条CPU并发原语
• 它的功能是判断内存某个位置是否为预期值，如果是则修改为新值，这个过程是原子的
• AtomicInteger类主要利用CAS+volatile和native方法来保证原子性，从而避免synchronized的高开销，执行效率大为提升。

CAS并发原语体现在JAVA语言中就是sun.misc.Unsafe类中的各个方法。调用UnSafe类中的CAS方法，JVM会帮我们实现出CAS汇编指令。这是一种完全依赖于硬件的功能，通过它实现了原子操作。再次强调，由于CAS是一种系统原语，原语属于操作系统用语范畴，是由若干条指令组成的，用于完成某个功能的一个过程，并且原语的执行必须是连续的，在执行过程中不允许被中断，也就是说CAS是一条CPU的原子指令，不会造成所谓的数据不一致问题。