什么是CAS?
深入理解Java并发编程（四）：CAS操作以及jdk1.8后的优化
参考URL: https://juejin.im/post/6850418111330877454
CAS 是 compare and swap 的缩写，即我们所说的比较交换。cas 是一种基于锁的操作，而且是乐观锁。
在 java 中锁分为乐观锁和悲观锁。悲观锁是将资源锁住，等一个之前获得锁的线程释放锁之后，下一个线程才可以访问。而乐观锁采取了一种宽泛的态度，通过某种方式不加锁来处理资源，比如通过给记录加 version 来获取数据，性能较悲观锁有很大的提高。CAS 操作包含三个操作数 —— 内存位置（V）、预期原值（A）和新值(B)。如果内存地址里面的值和 A 的值是一样的，那么就将内存里面的值更新成 B。CAS是通过无限循环来获取数据的，若果在第一轮循环中，a 线程获取地址里面的值被b 线程修改了，那么 a 线程需要自旋，到下次循环才有可能机会执行。java.util.concurrent.atomic 包下的类大多是使用 CAS 操作来实现的(AtomicInteger,AtomicBoolean,AtomicLong)。
CAS操作离不开这三个值(V, O, N)：
- V：内存地址存放的实际值
- O：旧值
- N：即将更新的新值
当且仅当VO相同时，即 旧值和内存中实际存放的值相同，这表明该值没有被其他线程更改过，此时CAS通过原子的方式将N赋给V，并返回true。 这是一个比较+更新操作，是原子操作。如果VO不相同，则该值已经被其他线程修改，不能把N赋给V，此时不进行操作，返回false。多个线程使用CAS操作一个变量时，只有一个线程会成功，并且成功更新，其余会失败（并不会阻塞其他线程）。失败的线程会重新尝试，也可以选择挂起线程。
synchronized存在线程竞争的情况下会出现线程阻塞和唤醒锁带来的性能问题，因为这是一种互斥同步（阻塞同步）。而CAS在竞争时如果失败，会进行一定的尝试，而并不是单纯的进行挂起唤醒操作，因此也叫非阻塞同步。
CAS 的问题
（1）CAS 容易造成 ABA 问题
一个线程 a 将数值改成了 b，接着又改成了 a，此时 CAS 认为是没有变化，其实是已经变化过了，而这个问题的解决方案可以使用版本号标识，每操作一次version 加 1。在 java5 中，已经提供了 AtomicStampedReference 来解决问题。
（2）不能保证代码块的原子性
CAS 机制所保证的知识一个变量的原子性操作，而不能保证整个代码块的原子性。比如需要保证 3 个变量共同进行原子性的更新，就不得不使用 synchronized 了。
（3）CAS 造成 CPU 利用率增加
之前说过了 CAS 里面是一个循环判断的过程，如果线程一直没有获取到状态，cpu资源会一直被占用。
线程 B 怎么知道线程 A 修改了变量
（1）volatile 修饰变量
（2）synchronized 修饰修改变量的方法
（3）wait/notify
（4）while 轮询
synchronized、volatile、CAS 比较
（1）synchronized 是悲观锁，属于抢占式，会引起其他线程阻塞。
（2）volatile 提供多线程共享变量可见性和禁止指令重排序优化。
（3）CAS 是基于冲突检测的乐观锁（非阻塞）