本篇文章我们以AtomicInteger为例子，主要讲解下CAS（Compare And Swap）功能是如何在AtomicInteger中使用的，以及提供CAS功能的Unsafe对象。
我们先从一个例子开始吧。假设现在我们要实现多线程应用中的int值自增（单个应用范围），应该怎么做呢？
我们可能首先想到的是利用synchronized关键字，大概的代码如下：
private static volatile int value;
public static void main(String[] args) {
Runnable run = new Runnable() {
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
increaseBySync();
}
}
};
Thread t1 = new Thread(run);
Thread t2 = new Thread(run);
t1.start();
t2.start();
while (Thread.activeCount() > 1) {
Thread.yield();
}
System.out.println(value);
}
private static synchronized int increaseBySync() {
return value++;
}
上面的例子有两个线程同时对value变量做自增操作，通过对increaseBySync方法加synchronized锁实现了线程安全的int值自增。
当多个线程访问某个syncronized方法或者代码块的时候，线程间的切换和其他线程等待的时间间隔（取决于OS实现，存在不确定性），由此带来的性能损耗是比较大的。从JDK5开始，我们可以借助于
JAVA.util.concurrent.atomic包所提供的一些工具类，来实现上述的功能，AtomicInteger就是其中的一个类，它使用了CPU级别的CAS功能，利用它我们可以写出更高效的代码。
private static AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(0);
public static void main(String[] args) {
Runnable run = new Runnable() {
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
atomicInteger.incrementAndGet();
}
}
};
Thread t1 = new Thread(run);
Thread t2 = new Thread(run);
t1.start();
t2.start();
while (Thread.activeCount() > 1) {
Thread.yield();
}
System.out.println(atomicInteger.get());
}
上面的代码同样能达到多线程自增的效果，但是更高效。
下面我们来看下AtomicInteger内部是如何实现的呢。
private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();
private static final long valueOffset;
static {
try {
valueOffset = unsafe.objectFieldOffset
(AtomicInteger.class.getDeclaredField("value"));
} catch (Exception ex) { throw new Error(ex); }
}
private volatile int value;
首先它有一个用volatile修饰的int变量value，volatile这里主要是保证对value值的更新对每个线程的可见性，关于volatile的介绍可以参考文章末的链接。
这里比较关键的是Unsafe类型的对象。通过它的名字JDK开发者想告诉我们它是不安全的，但是它又提供了一些JVM无法提供的功能，例如CAS就是其中一个。
下面是AtomicInteger类中的一个方法，它通过Unsafe对象调用了CAS功能。CAS是目前几乎所有CPU都提供的一个功能，而且是原子操作，借助它可以实现很多高效的功能。
public final boolean compareAndSet(int expect, int update) {
return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);
}
java.util.concurrent.atomic包下面Atomic开头的类都是基于CAS实现的，大家有兴趣可以看看源码，如果理解了上面所说的，其他的都很类似。
src/main/java/net/weichitech/juc/AtomicIntegerTest.java · 小西学编程/java-learning - Gitee.com
