什么是“原子类“ 和 CAS “无锁化编程“？如何解决 CAS 编程中的 ABA 问题？

一、什么是"原子类"？

二、什么是 CAS ？

三、CAS 的 ABA 问题是什么？

四、如何解决 ABA 问题？

一、什么是"原子类"？

"原子类"是 Java 标准库提供的 CAS 工具类。存放于 java.util.concurrent.atomic 包中。
Java提供了各种数据类型的封装类，这些封装类的方法都是"原子"的，没有加锁，但是可以保证线程安全，高效且不涉及线程阻塞等待。
"原子类" 的类名都为 Atomic 开头，以引用类型结尾，如 AtomicInteger。
应注意"原子类"的计算，都是通过调用方法实现的（如自增++，在"原子类"中需要调用 getAndIncrement() 方法）

二、什么是 CAS ？

CAS 指 compare and swap，表示比较并交换。CAS 是一个原子的 CPU 指令完成的。
CAS 相当于通过一个”原子“的操作，同时完成”读取内存，比较是否相等，修改内存“这三个步骤，达到”无锁化编程“的目的。
比较和交换的是内存和寄存器中的值。
CAS 的实现本质上需要 CPU 指令的支持，由操作系统和 JVM 进行了封装。
使用 CAS 不涉及加锁，不会阻塞。合理使用 CAS 可以保证线程安全。但是由于 CAS 操作涉及操作系统底层，使用不当可能带来风险。

以伪代码的方式理解 CAS：

public void method(){Integer memoryValue;Integer oldValue;Integer newValue;if(CAS(newValue, oldValue, memoryValue)){memoryValue = newValue;}
}
public boolean CAS(Integer newValue, Integer oldValue, Integer memoryValue){if(oldValue == memoryValue){return true;}else {return false;}
}

三、CAS 的 ABA 问题是什么？

CAS 是通过比较当前内存的值是否和寄存器中的值一致，来判断是否为”原子“操作。

但可能出现，B线程先改变了值，又将值再次改回了原值的情况（如先 +1 后马上 -1）。此时在A线程看来，这个值并没有发生改变。这种情况就是 ABA 问题。

ABA 问题通常不会导致程序出错，但特殊情况下也会出现问题。