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从JUC源码看CAS，我做了个笔记 ......
发布时间：2025-11-05 13:34:40 来源：码上建站 作者：域名
前言
" JUC包下大量使用了CAS，源码工作和面试中也经常遇到CAS，笔记包括说到乐观锁，源码也不可避免的笔记想起CAS，那CAS究竟是源码什么? "
1.什么是CAS?
说到CAS，基本上都会想到乐观锁、笔记AtomicInteger、源码Unsafe ...
当然也有可能啥也没想到!
不管你们怎么想，笔记 我第一印象是源码乐观锁，毕竟做交易更新交易状态经常用到乐观锁，笔记就自然想到这个SQL：
update trans_order set order_status = 1 where order_no = xxxxxxxxxxx and order_status = 0;其实就是源码 set和where里面都携带order_status。
那什么是笔记CAS?
CAS就是Compare-and-Swap，即比较并替换，源码在并发算法时常用，笔记并且在JUC(java.util.concurrent)包下很多类都使用了CAS。源码
非常常见的问题就是多线程操作i++问题。一般解决办法就是添加 synchronized 关键字修饰，当然也可以使用 AtomicInteger 代码举例如下：
public class CasTest { private static final CountDownLatch LATCH = new CountDownLatch(10); private static int NUM_I = 0; private static volatile int NUM_J = 0; private static final AtomicInteger NUM_K = new AtomicInteger(0); public static void main(String[] args) throws InterruptedException { ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(10); for (int i = 0; i < 10; i++) { threadPool.execute(new Runnable() { public void run() { for (int j = 0; j < 10000; j++) { NUM_I++; NUM_J++; NUM_K.incrementAndGet(); } LATCH.countDown(); } }); } LATCH.await(); System.out.println("NUM_I = " + NUM_I); System.out.println("NUM_J = " + NUM_J); System.out.println("NUM_K = " + NUM_K.get()); threadPool.shutdown(); } }下面就从AtomicInteger开始了解CAS。
2.源码分析
public class AtomicInteger extends Number implements java.io.Serializable { private static final long serialVersionUID = 6214790243416807050L; // setup to use Unsafe.compareAndSwapInt for updates private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe(); private static final long valueOffset; static { try { valueOffset = unsafe.objectFieldOffset (AtomicInteger.class.getDeclaredField("value")); } catch (Exception ex) { throw new Error(ex); } } private volatile int value; public final int incrementAndGet() { return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, 1) + 1; } public final int decrementAndGet() { return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, -1) - 1; } }可以看出里面使用了Unsafe类下的getAndAddInt方法，Unsafe类很多方法是云南idc服务商本地(native)方法，主要是硬件级别的原子操作。
/** * @param var1 当前对象 * @param var2 当前对象在内存偏移量，Unsafe可以根据内存偏移地址获取数据 * @param var4 操作值 * @return */ public final int getAndAddInt(Object var1, long var2, int var4) { int var5; do { // 获取在var1在内存的值 var5 = this.getIntVolatile(var1, var2); // 将var1赋值为var5+var4， 赋值时会判断var1是否为var5 } while(!this.compareAndSwapInt(var1, var2, var5, var5 + var4)); return var5; } // 原子操作 public final native boolean compareAndSwapInt(Object var1, long var2, int var4, int var5);至于 compareAndSwapInt 的分析就忽略了。
看完代码过程其实就是：
比较var1的值是否为var4，是的话将var1更新为var5。 如果不是的话就一直循环，直到var1是var4。3.问题总结
以乐观锁举例：
-- 0 -> 1 update trans_order set order_status = 1 where order_no = xxxxxxxxxxx and order_status = 0; -- 1 -> 0 update trans_order set order_status = 1 where order_no = xxxxxxxxxxx and order_status = 0; -- 0 -> 1 update trans_order set order_status = 1 where order_no = xxxxxxxxxxx and order_status = 0;解决办法可以添加version进行版本号控制。
-- 0 -> 1 update trans_order set order_status = 1 where order_no = xxxxxxxxxxx and order_status = 0 and version = 0; -- 1 -> 0 update trans_order set order_status = 1 where order_no = xxxxxxxxxxx and order_status = 0 and version = 1; -- 0 -> 1 update trans_order set order_status = 1 where order_no = xxxxxxxxxxx and order_status = 0 and version = 0;代码中可以看 AtomicStampedReference 类：
/** * 以原子方式设置该引用和标志给定的更新值的值， * 如果当前引用==预期的引用，并且当前标志==预期标志。 * * @param expectedReference 预期引用 * @param newReference 更新的值 * @param expectedStamp 预期标志 * @param newStamp 更新的标志 * @return {@code true} if successful */ public boolean compareAndSet(V expectedReference, V newReference, int expectedStamp, int newStamp) { Pair<V> current = pair; return expectedReference == current.reference && expectedStamp == current.stamp && ((newReference == current.reference && newStamp == current.stamp) || casPair(current, Pair.of(newReference, newStamp))); }其实就是额外增加一个标志(stamp)来防止ABA的问题， 类似乐观锁的version。
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