Java多线程中实现原子操作的方法

在Java中可以通过锁和循环CAS操作的方式来实现原子操作。

一，使用循环CAS实现原子操作

    JVM中的CAS操作是利用了处理器提供的 CMPXCHG 指令实现的。自旋CAS实现的基本思路就是循环进行CAS操作，直到成功为止。CAS是Compare And Swap的缩写，其操作需要输入两个值，一个旧值，一个新值，在操作期间比较旧值有没有发生改变，如果没发生，才交换成新值，发生了变化则不交换。

    CAS操作虽然很高效地解决了原子操作，但是仍有三大问题：

    1）ABA问题。如果CAS在操作旧值的时候，旧值原来是A，变成了B，又变回了A，CAS会发现它的值没有发生变化，但实际上却变化了，这一操作便不是原子操作。目前ABA问题的解决思路是使用版本号。在变量前面追加版本号，由A-B-A变成1A-2B-3A。

    2）循环时间长开销大。自旋CAS如果长时间不成功，会给CPU带来非常大的执行开销。

    3）只能保证一个共享变量的原子操作。当对一个共享变量执行操作时，我们可以使用共享CAS的方式来保证原子操作，但对多个共享变量操作时，无法保证操作的原子性。这时可以将多个共享变量合并成一个共享变量来操作。

二，使用锁机制实现原子操作

    锁机制保证了只有获得锁的线程才能够操作锁定的内存区域。JVM中的轻量级锁和重量级锁都使用了循环CAS操作来获取锁，退出是同样使用循环CAS退出锁。