面试官超级喜欢问的CAS问题

前言

自学了一年JAVA阿巴阿巴终于约到了面试，这次面试官让她谈谈对CAS的理解。

回去等通知

如果对CAS完全不了解的同学建议先去看看相关的博客了解了基本的原理，再来看面试的时候如何解答

面试官：对CAS有了解吗？可以讲讲吗？

阿巴阿巴：了解一些，CAS全称Compare And Swap，也就是比较和交换。

阿巴阿巴： CAS的思想比较简单，主要涉及到三个值：当前内存值V、预期值(旧的内存值)O、即将更新的内存值U,当且仅当预期值O与当前内存值V相等时，将内存值V修改为更新值U，并返回true，否则返回false。

面试官：还有嘛？CAS的使用场景知道吗？

阿巴阿巴：额...应该差不多了，CAS好像在并发包里使用到了

面试官：好，CAS有啥缺点吗？

阿巴阿巴：额....好..好像有个ABA的问题，好像是用AtomicStampedReference解决

面试官：还有其他缺点吗？

阿巴阿巴：额...记不太清了....

面试官：行，那你这边先回去等通知哈😈

阿巴阿巴：好的~

当场发offer

面试官： CAS了解吗？讲讲

阿巴阿巴： CAS全称Compare and Swap，也就是比较和交换。

阿巴阿巴： CAS的思想比较简单，主要涉及到三个值：当前内存值V、预期值(旧的内存值)O、即将更新的内存值U,当且仅当预期值O与当前内存值V相等时，将内存值V修改为更新值U，返回true，否则返回false。

阿巴阿巴： CAS主要使用在一些需要上锁的场景充当乐观锁解决方案，一般在一些简单且要上锁的操作但又不想引入锁场景，这时候来使用CAS代替锁。

阿巴阿巴： CAS主要涉及到三个问题：ABA问题、自旋带来的消耗、CAS只能单变量

面试官：可以详细讲一下这三个问题吗？

阿巴阿巴： ABA问题是指有一个线程t1在进行CAS操作时，其他线程t2将变量A改成了B，然后又将其改成A，这时候t1发现A并没有改变，因此进行了交换操作，由于在交换操作进行前变量A其实是有变化的，只不过最终又修改回A了，此A非彼A，这时候进行交换操作在一些业务场景下很可能要出问题，要解决ABA问题有2种方案。

阿巴阿巴：方案一：在对变量进行操作的时候给变量加一个版本号，每次对变量操作都将版本号加1，常见在数据库的乐观锁中可见。

阿巴阿巴：方案二：Java提供了相应的原子引用类AtomicStampedReference，它通过包装[E,Integer]的元组来对对象标记版本戳stamp，从而避免ABA问题。

阿巴阿巴：自旋带来的消耗CAS自旋如果很长时间都不成功，这会给CPU带来很大的开销

阿巴阿巴：解决方案：1、代码层面破坏掉for循坏，设置合适的循环次数。2、使用JVM能支持处理器提供的pause指令来提升效率，它可以延迟流水线执行指令，避免消耗过多CPU资源。

阿巴阿巴： CAS只能单变量对于一个共享变量，可以使用CAS方式来保证原子操作，但是当多个共享变量时，那就无法使用CAS来保证原子性。JDK1.5开始，提供了AtomicReference类来保证引用对象之前的原子性，就可以把多个变量放在一个对象里来进行CAS操作。

阿巴阿巴：在JDK1.5中新增的java.util.concurrent(JUC),就是建立在CAS之上的，一般来说CAS这种乐观锁适合读多写少的场景。

面试官：不错，明天可以来上班了。

阿巴阿巴：好的～

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