Java 并发面试题, 什么是 Java 的 CASCompare-And-Swap操作?
Java 并发面试题, 什么是 Java 的 CASCompare-And-Swap操作?
QA
Step 1
Q:: 什么是 Java 的 CAS（Compare-And-Swap）操作？
A:: CAS 是一种无锁的线程安全的原子操作。它涉及三个操作数——内存位置（V）、旧的预期值（A）和新的值（B）。当且仅当 V 的值等于 A 时，将 V 的值更新为 B。否则，不做任何操作。CAS 操作的实现通常依赖于底层硬件的支持，比如在 Java 中通过 sun.misc.Unsafe 类提供的 compareAndSwapInt 和 compareAndSwapLong 方法。
Step 2
Q:: CAS 操作的优点和缺点是什么？
A:: CAS 操作的优点是它能够实现无锁并发，避免了线程阻塞，提高了系统的并发性能。缺点是它可能会导致自旋（spin），即线程不断地重试直到成功，可能会浪费 CPU 资源。此外，CAS 只能保证一个变量的原子操作，对于多个变量的原子操作，需要使用锁或其他同步机制。
Step 3
Q:: CAS 在 Java 中的实际应用有哪些？
A:: CAS 在 Java 中的实际应用主要体现在 java.util.concurrent 包中的许多类中，如 AtomicInteger、AtomicLong、AtomicReference 等原子类。它们都利用了 CAS 操作来实现线程安全的无锁算法。此外，ConcurrentHashMap 和 ConcurrentLinkedQueue 等并发集合也利用了 CAS 来提高并发性能。
Step 4
Q:: 如何解决 CAS 的 ABA 问题？
A:: ABA 问题指的是一个值从 A 变成 B，再变回 A，使得 CAS 操作误以为值没有变化。解决 ABA 问题的一种方法是使用版本号。例如，在每次更新时不仅更新值，还更新版本号，这样即使值相同，版本号不同也能检测到变化。在 Java 中，AtomicStampedReference 和 AtomicMarkableReference 提供了对解决 ABA 问题的支持。