java原子类中CAS的使用

在多线程下,i++;操作不具有原子性,反汇编后i++由三步组成:取值,加操作,赋值.多线程造成累加不准确.
JUC包中原子类如何保证多线程下数据累加的准确性呢?

1. 首先，原子类中value属性通过volatile修饰，保证多线程间value的变化对其他线程是可见的;
2. 其次,原子类中通过unsafe类获取value属性对应的内存偏移地址，即valueOffset
3. 以AtomicInteger类的getAndSet方法举例,底层调用unsafe.getAndSetInt()
4. 获取传入的实例this在valueOffset地址对应的值，即value属性的值，使用var5暂存，调用本地方法compareAndSwapInt()，通过this + valueOffset始终可以获取最新的value属性值，将value与var5对比，一致则将value值设置为 newValue,不一致则重新获取
5. 原子类通过上述步骤避免多线程下数据不一致的问题.

public class AtomicInteger extends Number implements java.io.Serializable {
    // ...
    private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();
    private static final long valueOffset;
	// 获取value的内存地址,即valueOffset
    static {
        try {
            valueOffset = unsafe.objectFieldOffset
                (AtomicInteger.class.getDeclaredField("value"));
        } catch (Exception ex) { throw new Error(ex); }
    }
	// volatile修饰value
    private volatile int value;

 public final int getAndSet(int newValue) {
 	// this 原子类实例，
	// value 属性的内存偏移地址，
	// newValue 待更新的值
 	return unsafe.getAndSetInt(this, valueOffset, newValue);
}

public final int getAndSetInt(Object var1, long var2, int var4) {
    int var5;
    do {
    	// 获取实例的value属性值
        var5 = this.getIntVolatile(var1, var2);
        // v1,v2始终可以获取最新的value属性值v_new,并传入当前value值v5用于对比,
        // v_new==v5,则将v4设为最新值,并返回true,跳出循环,否则重复
    } while(!this.compareAndSwapInt(var1, var2, var5, var4));

    return var5;
}
// compareAndSwapInt为native本地方法
// CPU层面调用CPU指令cmpxchg实现
public final native boolean compareAndSwapInt(Object var1, long var2, int var4, int var5);

CAS可以理解成是一种思想或算法,即比较与交换.而JUC包下的原子类通过结合使用volatile ,unsafe类以及CAS(通过do while循环不断比较,与自旋锁的实现类似)来解决多线程下数据安全问题.