CAS统称Compare and swap (比较与交换)，CAS自由锁定机制是一种乐观锁定，也称为自旋锁定。 CAS假设数据一般不冲突，因此在提交和更新数据时正式检测有无数据冲突，如果发现冲突则再次重复，在无限循环中进行比较，直到冲突消失为止。
Atomic类是采用CAS自由锁定机制实现的类；
CAS操作取决于底层硬件的CAS命令。 CAS命令包括检测和更新冲突两个步骤，但这两个步骤组合在一起是原子操作。
CAS命令需要三个操作数：
需要更新的变量(v )主存储器)旧的期待值) e )本地存储器)新的值)执行b ) CAS指令时，首先比较存储器位置v )主存储器)中的值和e )本地存储器)中的值是否相等(冲突检测执行流程如下图所示
从JDK 1.5开始，引入了原子类。 这些都以自动开头。 就AtomicInteger类而言，较低级别的运行原理如下图所示。
原子类的一般方法如下
//原子地将值与当前值相加，以便可以用于线程中的计数。 (返回更新后的值。 intaddandget(intdelta ) /可以原子地将当前值与值相加，用于线程中的计数。 (返回上一个值) intgetandadd(intdelta ) /作为原子对当前值加1 (返回当前值) (返回更新值) int incrementAndGet ) /作为原子对当前值加1 (返回上一个值) int getandince ) ) )将原子设置为给定值(返回旧值) intgetandset(intnewvalue ) /将原子减1 (返回更新值) /将原子设置为当前值
package com.test； import Java.util.concurrent.executorservice； import Java.util.concurrent.executors； import Java.util.concurrent.atomic.atomic integer； /*原子系统测试*/publicclassatomicthreadtest {//通常的int类型static int intNum=0； //原子系统staticatomicintegernum=newatomicinteger (0； publicstaticvoidmain (字符串[ ] args )//线程数int threadNum=10； executorserviceexecutorservice=executors.newcachedthreadpool (； //为运算制作多个线程的for(intj=0； j threadNum； j ) { executorservice.execute (new runnable ) { @ override public void run } } { for (inti=0； i 1000； I ) )//如果每次将数字设为1，则相当于i num.incrementAndGet (； intNum； }}； //用于关闭线程池的命令。 如果不接受新任务，并且原始任务运行完成，请执行线程池executorService.shutdown (； System.out.println； System.out.println (常规int类型的结果：“intNum”)
看上面的图和例子还很抽象，请看下面的图。 详细说明了三个线程的执行顺序和内部活动的具体执行情况。
CAS问题CAS可以有效解决原子操作，但仍然存在三个问题
ABA问题周期长，开销大，只能保证一个共享变量的原子操作1、ABA问题是检查cas更新时值是否发生了变化，如果没有变化就不会更新，但一个值原来是a、b，又变成了a
ABA问题如何解决？
/strong>ABA的问题的解决思路是使用版本号 version，每次变量更新的时候把版本号 加一，那么 A-B-A 就会变成 A1-B2-A3；可以使用AtomicStampedReference 来解决ABA问题，AtomicStampedReference 可以存放对象，在对象内增加一个version的属性即可；数据库的乐观锁也是用version版本号解决的，在表内增加一个version的字段，每次更新数据时 version + 1， 更新前先比较原版本号是否一致；sql语句如下：
update table set data = '更新的数据' , version = version + 1 where version = 1 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。如果JVM能支持处理器提供的pause指令那么效率会有一定的提升，pause指令有两个作用，第一它可以延迟流水线执行指令（de-pipeline）,使CPU不会消耗过多的执行资源，延迟的时间取决于具体实现的版本，在一些处理器上延迟时间是零。第二它可以避免在退出循环的时候因内存顺序冲突（memory order violation）而引起CPU流水线被清空（CPU pipeline flush），从而提高CPU的执行效率。
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，我们可以使用循环CAS的方式来保证原子操作，但是对多个共享变量操作时，循环CAS就无法保证操作的原子性，这个时候就可以用锁，或者有一个取巧的办法，就是把多个共享变量合并成一个共享变量来操作。比如有两个共享变量i＝2,j=a，合并一下ij=2a，然后用CAS来操作ij。从Java1.5开始JDK提供了AtomicReference类来保证引用对象之间的原子性，你可以把多个变量放在一个对象里来进行CAS操作。
cas本身具备原子性吗？
答：cas本身是具备原子性，cas本身锁的操作是在hotSpot源码中实现的，也就是c++层面的，在hotSpot中的cas逻辑中有这么一行代码：
#define LOCK_IF_MP(mp)这句代码是什么意思呢？ 意思是如果你有好多个cpu，就执行如下代码：
lock cmpxchg这个代码意思是lock compare exchange ,锁住这个cpu的北桥信号，属于硬件级别的锁；
但如果只有一个CPU，就只执行以下代码：
cmpxchgcas底层上锁流程图如下