前言：在對AQS架構進行分析的過程中發現了很多CAS操作，是以有必要對CAS進行一個梳理，也便更清楚的了解其原理。
1.CAS是什麼
CAS，是compare and swap的縮寫，中文含義：比較交換。
CAS操作包含三個操作數——需要讀寫的記憶體值（V）、預期原值[進行比較的值]（A）和新值（B）。如果V的值與A值比對時，那麼就将該記憶體位置的值更新為新值，否則不做任何操作。
CAS用于同步的方式是從位址V處讀取值A，在執行一些列計算後獲得新值B，如果此時記憶體V處的值和預期值A相等，則将V處值更新為B，此時CAS操作成功。
2.CAS原理
在intel的CPU中，Java CAS操作通過cmpxchg指令來完成原子操作，通過JNI來完成非阻塞算法，J.U.C包都建立在CAS上，對比synchronized阻塞算法，通過CAS在性能上有了很大的提升。
CAS的操作都集中在Unsafe類中，這裡看compareAndSwapInt的源碼：
通過源碼可以看出該方法為native的，它會去調底層的C++代碼。對應intel x86處理器源代碼片段：
os::is_MP()指令會根據目前處理器類型來決定是否為cmpxchg指令添加lock字首。如果是多處理器，就會在cmpxchg指令前加上lock字首，否則單處理器按書序一緻性執行，不需要記憶體屏障的效果。
3.CAS的缺點
CAS雖然可以很高效的解決原子操作問題，但它仍然存在三大問題。
#1.ABA問題
ABA問題産生的原因：CAS操作的時候需要檢查值有沒有發生變化，如果沒有發生變化則進行更新，但如果一個值原來是A，接着變成B，後來又變成A，在CAS操作的時候會發現它的值沒有發生變化，但實際上值發生了變化。是以這種操作是有問題的。
解決思路：使用版本号。在變量前面追加上版本号，每次變量更新的時候把版本号自增，那麼A－B－A 就會變成1A-2B－3A。從Java1.5開始JDK的atomic包裡提供了一個類AtomicStampedReference來解決ABA問題。這個類的compareAndSet方法作用是首先檢查目前引用是否等于預期引用，并且目前标志是否等于預期标志，如果全部相等，則以原子方式将該引用和該标志的值設定為給定的更新值。
#2.循環時間開銷大
自旋CAS如果長時間不成功，會給CPU帶來非常大的執行開銷。
#3.隻能保證一個共享變量的原子操作
因為Java中的CAS操作隻是對CPU的cmpxchg指令的一層封裝，它的功能就是一次隻能原子的修改一個變量，可以加鎖來解決這個問題。或者利用AtomicReference把多個變量放入一個對象中進行CAS操作。
總結
對于CAS記住比較交換，相同則更新，以及CAS的在AQS的重要地位。
參考：
https://blog.52itstyle.com/archives/948/
by Shawn Chen， 2019.1.30日，下午。