本文导读：

• 前言
• 如何保障线程安全
• CAS原理剖析
• CPU如何保证原子操作
• 解密CAS底层指令
• 小结

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前言

日常编码过程中，基本不会直接用到 CAS 操作，都是通过一些JDK 封装好的并发工具类来使用的，在 java.util.concurrent 包下。

但是面试时 CAS 还是个高频考点，所以呀，你还不得不硬着头皮去死磕一下这块的技能点，总比一问三不知强吧？

一般都是先针对一些简单的并发知识问起，还有的面试官，比较直接：

面试官：Java并发工具类中的 CAS 机制讲一讲？

小东：额？大脑中问自己「啥是 CAS？」我听过的，容我想一想...

一分钟过去了...

小东：嘿嘿~，这块我看过的，记不大清楚了。

面试官：好的，今天先到这吧~

小东：在路上

当然 CAS 你若真不懂，你可以引导面试官到你擅长的技术点上，用你的其他技能亮点扳回一局。

接下来，我们通过一个示例代码来说：

// 类的成员变量 static int data = 0; // main方法内代码 IntStream.range(0, 2).forEach((i) -> {         new Thread(() -> {                 try {                         Thread.sleep(20);                 } catch (InterruptedException e) {                         e.printStackTrace();                 }                 IntStream.range(0, 100).forEach(y -> {                         data++;                 });         }).start(); });      try {             Thread.sleep(2000);     } catch (InterruptedException e) {             e.printStackTrace();     }  System.out.println(data); }

结合图示理解：

上述代码，问题很明显，data 是类中的成员变量，int 类型，即共享的资源。当多个线程同时
执行 data++ 操作时，结果可能不等于 200，为了模拟出效果，线程中 sleep 了 20 毫秒，让线程就绪，代码运行多次，结果都不是 200 。

如何保障线程安全

示例代码执行结果表明了，多个线程同时操作共享变量导致了结果不准确，线程是不安全的。如何解决呢？

方案一：使用 synchronized 关键字

使用 synchronized 关键字，线程内使用同步代码块，由JVM自身的机制来保障线程的安全性。

synchronized 关键代码：

// 类中定义的Object锁对象 Object lock = new Object();    // synchronized 同步块 () 中使用 lock 对象锁定资源 IntStream.range(0, 100).forEach(y -> {         synchronized (lock.getClass()) {                 data++;         } });

方案二：使用 Lock 锁

高并发场景下，使用 Lock 锁要比使用 synchronized 关键字，在性能上得到极大的提高。
因为 Lock 底层是通过 AQS + CAS 机制来实现的。关于 AQS 机制可以参见往期文章 <<通过通过一个生活中的案例场景，揭开并发包底层AQS的神秘面纱>> 。CAS 机制会在文章中下面讲到。

使用 Lock 的关键代码：

// 类中定义成员变量   Lock lock = new ReentrantLock();  // 执行 lock() 方法加锁，执行 unlock() 方法解锁 IntStream.range(0, 100).forEach(y -> {         lock.lock();         data++;         lock.unlock(); });

结合图示理解：

方案三：使用 Atomic 原子类

除上面两种方案还有没有更为优雅的方案？synchronized 的使用在 JDK1.6 版本以后做了很多优化，如果并发量不大，相比 Lock 更为安全，性能也能接受，因其得益于 JVM 底层机制来保障，自动释放锁，无需硬编码方式释放锁。而使用 Lock 方式，一旦 unlock() 方法使用不规范，可能导致死锁。