一. 简介

CAS是"比较并交换"（Compare and Swap）的缩写。是一种并发控制机制，用于实现多个线程同时对同一数据进行原子操作（读取、写入、更新），并且能够保证操作的一致性。

# 1.比较：通过比较当前值和期望值是否一致来判断是否修改成功
# 2.交换：如果一致则修改，否则重新尝试。

CAS的一种常见应用是实现乐观锁。在乐观锁机制中，线程在更新共享变量之前先检查该变量是否被其他线程修改过，如果没有修改则更新，否则重新尝试。CAS操作正是基于这个原理来实现的。

二. CAS原子操作原理

每一个 CAS 操作过程都包含三个运算符： 一个内存地址V，一个期望值A和一个新值B

# 1.通过内存地址V, 读取当前值 ,并将当前值设置为期望值 A
# 2.执行修改操作,得到一个新值B
# 3.再次通过内存地址V, 读取当前值 
# 4.将期望值A与当前值进行比较, 如果一致,将新值B写入内存
# 5.如果不一致, 说明内存当前值已经被其他线程修改, 重复上面的步骤再次尝试,直到写入操作完成

也就是说, 线程的一次CAS原子操作, 需要从内存中获取当前值两次，一次用于设置期望值，一次用于当前值与期望值的比较。

由于当前值和期望值比较, 可能会不一致, 那么当前线程的写入操作就会失败, 线程重新从内存读取当前值, 重新执行计算操作, 最后再次尝试CAS操作,直到执行成功为止, 这种循环重试的过程,被称为 "循环CAS"或者 “自旋CAS”。

三. CAS 实现自旋锁

自旋锁是一种用于多线程编程中的同步机制，它可以阻塞线程直到自旋锁可用。当多个线程尝试同时访问共享资源时，只有一个线程能够获得自旋锁，其他线程会在自旋锁被释放前一直等待。与互斥锁不同的是，自旋锁在等待期间并不会阻塞线程，而是让线程不断执行一个忙等待的循环，直到自旋锁可用。

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上文提到, 当前值与期望值不一致时, 会重复操作, 这种重复循环的操作是无限的, 直到执行成功为止。循环即自旋,所以CAS的比较与替换的循环原子操作, 可视为CAS实现自旋锁的过程。

public class SpinLockExample {
   
    private static AtomicInteger state = new AtomicInteger(0);

    public static void main(String[] args) {
   
        //创建5个线程,模拟并发
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
   
            new Thread(() -> {
   
                String name = Thread.currentThread().getName();
                lock(name);
                // 执行临界区代码
                System.out.println(name + "-执行业务逻辑");
                unlock(name);
            }).start();
        }
        //保证所有线程都执行完
        try {
   
            Thread.sleep(100);