前言

它的实现很简单，就是用一个预期的值和内存值进行比较，如果两个值相等，就用预期的值替换内存值，并返回 true。否则，返回 false。
CAS 的含义是：我认为 V 的值应该为 A，如果是，那么将 V 的值更新为 B，否则不修改并告诉 V 的值实际为多少。
当多个线程尝试使用 CAS 同时更新一个变量时，只有其中一个线程能更新变量的值，而其他线程都将失败。然而，失败的线程并不会被挂起，而是被告知在这次竞争中失败，并可以再次尝试。

自旋原理

跟互斥锁一样，一个执行单元要想访问被自旋锁保护的共享资源，必须先得到锁，在访问完共享资源后，必须释放锁。如果在获取自旋锁时，没有任何执行单元保持该锁，那么将立即得到锁；如果在获取自旋锁时锁已经有保持者，那么获取锁操作将自旋在那里，直到该自旋锁的保持者释放了锁。由此我们可以看出，自旋锁是一种比较低级的保护数据结构或代码片段的原始方式，这种锁可能存在两个问题：死锁和过多占用cpu资源。

适用情况

自旋锁比较适用于锁使用者保持锁时间比较短的情况。正是由于自旋锁使用者一般保持锁时间非常短，因此选择自旋而不是睡眠是非常必要的，自旋锁的效率远高于互斥锁。
信号量和读写信号量适合于保持时间较长的情况，它们会导致调用者睡眠，因此只能在进程上下文使用，而自旋锁适合于保持时间非常短的情况，它可以在任何上下文使用。

保证原子操作

任何技术的出现都是为了解决某些特定的问题， CAS 要解决的问题就是保证原子操作。原子操作是什么，原子就是最小不可拆分的，原子操作就是最小不可拆分的操作，也就是说操作一旦开始，就不能被打断，知道操作完成。在多线程环境下，原子操作是保证线程安全的重要手段。举个例子来说，假设有两个线程在工作，都想对某个值做修改，就拿自增操作来说吧，要对一个整数 i 进行自增操作，需要基本的三个步骤：
1、读取 i 的当前值；
2、对 i 值进行加 1 操作；
3、将 i 值写回内存；
使用 synchronized 和 ReentrantLock 都可以保证原子性。

CAS 实现自旋锁

CAS 是实现自旋锁的基础，CAS 利用 CPU 指令保证了操作的原子性，以达到锁的效果，至于自旋呢，看字面意思也很明白，自己旋转，翻译成人话就是循环，一般是用一个无限循环实现。这样一来，一个无限循环中，执行一个 CAS 操作，当操作成功，返回 true 时，循环结束；当返回 false 时，接着执行循环，继续尝试 CAS 操作，直到返回 true。
其实 JDK 中有好多地方用到了 CAS ,尤其是java.util.concurrent包下，比如 CountDownLatch、Semaphore、ReentrantLock 中，再比如 java.util.concurrent.atomic 包下，相信大家都用到过 Atomic* ，比如 AtomicBoolean、AtomicInteger 等。
CountDownLatch 部分代码：

  1. private static final class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
  2.         private static final long serialVersionUID = 4982264981922014374L;
  3.         Sync(int count) {
  4.             setState(count);
  5.         }
  6.         int getCount() {
  7.             return getState();
  8.         }
  9.         protected int tryAcquireShared(int acquires) {
  10.             return (getState() == 0) ? 1 : -1;
  11.         }
  12.         protected boolean tryReleaseShared(int releases) {
  13.             // Decrement count; signal when transition to zero
  14.             for (;;) {
  15.                 int c = getState();
  16.                 if (c == 0)
  17.                     return false;
  18.                 int nextc = c-1;
  19.                 if (compareAndSetState(c, nextc))
  20.                     return nextc == 0;
  21.             }
  22.         }
  23.     }

ABA问题

CAS 存在一个问题，就是一个值从 A 变为 B ，又从 B 变回了 A，这种情况下，CAS 会认为值没有发生过变化，但实际上是有变化的。对此，并发包下倒是有 AtomicStampedReference 提供了根据版本号判断的实现，可以解决一部分问题。

参考资料

《Java并发编程实战》