CAS原理以及CAS带来的三大问题

参考： https://www.jianshu.com/p/ab2c8fce878b

https://www.jianshu.com/p/68f9cd012de8

CAS ：Compare and Swap，即比较再交换。

CAS算法理解 ：CAS是一种无锁算法，CAS有3个 *** 作数，内存值E，旧的预期值V，要修改的新值N。当且仅当预期值V和内存值E相同时，将内存值E修改为N，否则什么都不做。

CAS算法图解 ：

上图描述了CAS的原理，以及带来的三大问题以及问题出现的位置。

1.ABA问题

因为CAS需要在 *** 作值的时候，检查值有没有发生变化，如果没有发生变化则更新，但是如果一个值原来是A，变成了B，又变成了A，那么CAS进行检查的时候发现它的值没有发生变化，但是实际上却变化了。ABA问题的解决思路就是使用版本号。在变量前面加上版本号，每次变量更新的时候把版本号加1，那么A->B->A就会变成1A->2B->3A。从Java 1.5开始，JDK的Atomic包里提供了一个类AtomicStampedReference来解决ABA问题。这个类的compareAndSet方法的作用是首先检查当前引用是否等于预期引用，并且检查当前的标志是否等于预期标志，如果全部相等，则以原子方式将该应用和该标志的值设置为给定的更新值。

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，从而提高CPU的实行效率。

3.只能保证一个共享变量的原子 *** 作

当对一个共享变量执行 *** 作时，我们可以使用循环CAS的方式来保证原子 *** 作，但是对多个共享变量 *** 作时，循环CAS就无法保证 *** 作的原子性，这个时候可以用锁。还有一个取巧的办法，就是把多个共享变量合并成一个共享变量来 *** 作。比如，有两个共享变量i=2,j=a,合并一下ji=2a,然后用CAS来 *** 作ij。从Java 1.5开始，JDK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 *** 作。

Cas机制原理，简单来说是使用一个期望值来和当前变量的值进行比较，如果当前的变量值与我们期望的值相等，就用一个新的值来更新当前变量的值。

CAS有三个 *** 作数：内存值V、旧的预期值A、要修改的值B，当且仅当预期值A和内存值V相同时（条件），将内存值修改为B并返回true，否则条件不符合返回false。条件不符合说明该变量已经被其它线程更新。

cas优点：如一描述在并发量不是很高时cas机制会提高效率。

cas缺点：循环时间开销太大：如果CAS长时间执行不成功，则会给CPU带来交大的执行开销。处理器提供一种pause指令可以缓解这部分问题，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。

只能保证一个共享变量的原 *** 作。如果需要对多个共享变量进行同步，就得使用锁，或者将几个共享变量封装起来，使用CAS来进行同步。从Java1.5开始JDK提供了AtomicReference类来保证引用对象之间的原性，你可以把多个变量放在一个对象里来进行CAS *** 作。

http://www.cnreagent.com/source/alibaba.php 用这个查，可以用物质的分子式，中文名，英文名和CAS号进行互查.还支持模糊查询，很好用的。

1.查询CAS登记号，中文名、英文名及其别名，分子量、分子式，熔点、沸点，部分有性质介绍。

2.可以输入中文名称、英文名称、CAS编号或者分子式进行查询。

3.部分记录有多个中文名称和多个英文名称。

4.关键词、字的前后顺序会影响检索结果，例如在中文名称中检索“胺 乙基”和“乙基 胺”，检索结果会不同： 检索“胺 乙基”时，会检索到二乙胺基乙基纤维素，但不会检索出四乙基乙二胺。 检索“乙基 胺”时，会检索到四乙基乙二胺，但不会检索出二乙胺基乙基纤维素。

5.使用CAS编号查询时需输入完整的CAS编号，包括"-"，如“100-00-5”。

【拓展资料】

一、CAS号是什么？

1.cas编号的中文全称为“化学物质登录号”，由一组数字组成。就像我们都有自己唯一的身份z一样，每一种已经发现的化合物都有自己唯一对应的编号。 2.这种编号的出现，可以弥补化学物质命名不统一而引起的种种麻烦。比如对于同一物质，各个国家的命名方法不同，有很多物质既有化学名称，又有俗名。 3.这样一来，经常发生数据不全的现象。而cas编号唯一对应一种物质，很容易解决这个问题。只要知道这个物质的cas编号，就可以很快，很轻松地查询最全面的资料。 4.下面简单说一下cas编码的组成。由六位到九位的数字组成。其一般形式为【####aa-aa-a】。其中#表示可有可无的数字，a表示必须有的数字。也就是说最前面的数字位数是不一定的，有些物质是两位，最多可达六位。然而无论是什么化合物，必需至少有五位数组成。在原则上，数字大小可以反映物质发现的早晚，数字越大，表示发现得越晚。现在已有2000万余种物质有自己的cas编号。 5.cas编号最早出现于美国化学摘要服务社（chemical abstracts service，CAS即为该服务社的缩写)出版的《化学摘要》，与其同时研发的网上检索系统，后来凭借无比的优越性，其他出版社也采用cas编码来标明化学物质，现在海关化学物品进出口，也要登录该资料。

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