悲观锁

无论做何种操作，首先都需要先上锁，接下来再去执行后续操作，从而确保了 接下来的所有操作都是由当前这个线程来执行的。
synchronized关键字与Lock等锁机制都是悲观锁

乐观锁

线程在操作之前不会做任何预先的处理，而是直接去执行；当在最后执行变量更新的时候，当前线程需要有一种机制来确保 当前被操作的变量是没有被其他线程修改的。
CAS是乐观锁的一种极为重要的实现方式。

CAS (Compare And Swap)

什么是CAS呢？compare and swap 比较和交换，在intel的CPU中，使用cmpxchg指令实现；在Java发展初期，java语言是不能够利用硬件提供的这些便利来提升系统的性能的。而随着java不断的发展,Java本地方法(JNI)的出现，使得java程序越过JVM直接调用本地方法提供了一种便捷的方式，因而java在并发的手段上也多了起来；

比较与交换

这是一个不断循环的过程，一直到变量值被修改成功为止。CAS本身是由硬件指令来提供支持的，换句话说，硬件中是通过一个原子指令来实现比较与交换的；因此，CAS可以确保变量操作的原子性的。

CAS的基本思路

每一个CAS操作过程都包含三个运算符：一个内存地址V，一个期望的值A和一个新值B，操作的时候如果这个地址上存放的值等于这个期望的值A，则将地址上的值赋为新值B，否则不做任何操作。
如果这个地址上的值和期望的值相等，则给其赋予新值，否则不做任何事，但是要返回原值是多少。循环CAS就是在一个循环里不断的做cas操作，直到成功为止。

:::info

  • volatile 仅仅保证了共享变量的可见性，让其它线程能够看到最新值，但不能解决指令交错问题（不能保证原子性）
  • CAS 必须借助 volatile 才能读取到共享变量的最新值来实现【比较并交换】的效果 :::

:::tips

  • CAS 的底层是 lock cmpxchg 指令（X86 架构），在单核 CPU 和多核 CPU 下都能够保证【比较-交换】的原子性。

  • 在多核状态下，某个核执行到带 lock 的指令时，CPU 会让总线锁住，当这个核把此指令执行完毕，再开启总线。这个过程中不会被线程的调度机制所打断，保证了多个线程对内存操作的准确性，是原子的。 ::: _

    CAS的特点

  • 结合 CAS 和 volatile 可以实现无锁并发，适用于线程数少、多核 CPU 的场景下。

  • 因为没有使用 synchronized，所以线程不会陷入阻塞，这是效率提升的因素之一
  • 但如果竞争激烈，可以想到重试必然频繁发生，反而效率会受影响

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