AbstractQueuedSynchronizer

  1. Abstract        抽象
  2. Queue                队列
  3. Synchronize    同步
  4. 它是JAVA中多种锁实现的父类，其中有很多地方使用到了CAS操作以提升并发的效率。

CAS

CAS，全称Compare And Swap（比较与交换），解决多线程并行情况下使用锁造成性能损耗的一种机制。乐观锁。
CPU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CAS中间不能被打断。
是由若干条指令组成的，用于完成一定功能的一个过程，具有不可分割性，
如 Intel 处理器，比较并交换通过指令的 cmpxchg 系列实现。
CAS是项乐观锁技术，当多个线程尝试使用CAS同时更新同一个变量时，
只有其中一个线程能更新变量的值，而其它线程都失败，失败的线程并不会被挂起，
而是被告知这次竞争中失败，并可以再次尝试。
CAS有3个操作数，内存值V，旧的预期值A，要修改的新值B。
当且仅当预期值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。


JDK1.8 中的CAS
//var1为CAS操作的对象，offset为var1某个属性的地址偏移值，expected为期望值，var2为要设置的值，利用JNI来完成CPU指令的操作
public final native boolean compareAndSwapObject(Object var1, long offset, Object expected, Object var2);
public final native boolean compareAndSwapInt(Object var1, long offset, int expected, int var2);
public final native boolean compareAndSwapLong(Object var1, long offset, long expected, long var2);

CAS缺点
1、ABA问题。当第一个线程执行CAS操作，尚未修改为新值之前，内存中的值已经被其他线程连续修改了两次，
使得变量值经历 A -> B -> A的过程。比如说一个线程one从内存位置V中取出A，
这时候另一个线程two也从内存中取出A，并且two进行了一些操作变成了B，
然后two又将V位置的数据变成A，这时候线程one进行CAS操作发现内存中仍然是A，
然后one操作成功。尽管线程one的CAS操作成功，但是不代表这个过程就是没有问题的。
如果链表的头在变化了两次后恢复了原值，但是不代表链表就没有变化。这需要对变化的元素进行原子操作。
解决方案：添加版本号作为标识，每次修改变量值时，对应增加版本号；
做CAS操作前需要校验版本号。JDK1.5之后，新增AtomicStampedReference类来处理这种情况。
2、循环时间长开销大。如果有很多个线程并发，CAS自旋可能会长时间不成功，会增大CPU的执行开销。
3、只能对一个变量进原子操作。JDK1.5之后，新增AtomicReference类来处理这种情况，
可以将多个变量放到一个对象中。

Atomic类

实现i++等操作的一个类，保证原子操作。效率比synchronized高。
Atomic开头的几个类，都是原子操作，所以是线程安全的。
采用的原理就是CAS原理实现的。

LongAdder类

实现i++等操作的一个类，保证原子操作。在线程较多的情况下，效率优于Atomic类。
采用分段锁技术，将多个线程分开锁定，分成多块锁，每块锁都进行++操作(CAS)，最后将结果加到一起。