CAS基本原理
什麼是原子操作？如何實現原子操作？
假定有兩個操作A和B(A和B可能都很複雜)，如果從執行A的線程來看，當另一個線程執行B時，要麼將B全部執行完，要麼完全不執行B，那麼A和B對彼此來說是原子的。
實現原子操作可以使用鎖，鎖機制，滿足基本的需求是沒有問題的了，但是有的時候我們的需求並非這麼簡單，我們需要更有效，更加靈活的機制，synchronized關鍵字是基於阻塞的鎖機制，也就是說當一個線程擁有鎖的時候，訪問同一資源的其它線程需要等待，直到該線程釋放鎖，
這裏會有些問題：首先，如果被阻塞的線程優先級很高很重要怎麼辦？其次，如果獲得鎖的線程一直不釋放鎖怎麼辦？（這種情況是非常糟糕的）。還有一種情況，如果有大量的線程來競爭資源，那CPU將會花費大量的時間和資源來處理這些競爭，同時，還有可能出現一些例如死鎖之類的情況，最後，其實鎖機制是一種比較粗糙，粒度比較大的機制，相對於像計數器這樣的需求有點兒過於笨重。
實現原子操作還可以使用當前的處理器基本都支持CAS()的指令，只不過每個廠家所實現的算法並不一樣，每一個CAS操作過程都包含三個運算符：一個內存地址V，一個期望的值A和一個新值B，操作的時候如果這個地址上存放的值等於這個期望的值A，則將地址上的值賦爲新值B，否則不做任何操作。
CAS的基本思路就是，如果這個地址上的值和期望的值相等，則給其賦予新值，否則不做任何事兒，但是要返回原值是多少。循環CAS就是在一個循環裏不斷的做cas操作，直到成功爲止。
CAS實現原子操作的三大問題
ABA問題。
因爲CAS需要在操作值的時候，檢查值有沒有發生變化，如果沒有發生變化則更新，但是如果一個值原來是A，變成了B，又變成了A，那麼使用CAS進行檢查時會發現它的值沒有發生變化，但是實際上卻變化了。
ABA問題的解決思路就是使用版本號。在變量前面追加上版本號，每次變量更新的時候把版本號加1，那麼A→B→A就會變成1A→2B→3A。舉個通俗點的例子，你倒了一杯水放桌子上，幹了點別的事，然後同事把你水喝了又給你重新倒了一杯水，你回來看水還在，拿起來就喝，如果你不管水中間被人喝過，只關心水還在，這就是ABA問題。
如果你是一個講衛生講文明的小夥子，不但關心水在不在，還要在你離開的時候水被人動過沒有，因爲你是程序員，所以就想起了放了張紙在旁邊，寫上初始值0，別人喝水前麻煩先做個累加才能喝水。
循環時間長開銷大。
自旋CAS如果長時間不成功，會給CPU帶來非常大的執行開銷。
只能保證一個共享變量的原子操作。
當對一個共享變量執行操作時，我們可以使用循環CAS的方式來保證原子操作，但是對多個共享變量操作時，循環CAS就無法保證操作的原子性，這個時候就可以用鎖。
還有一個取巧的辦法，就是把多個共享變量合併成一個共享變量來操作。比如，有兩個共享變量i＝2，j=a，合併一下ij=2a，然後用CAS來操作ij。從Java 1.5開始，JDK提供了AtomicReference類來保證引用對象之間的原子性，就可以把多個變量放在一個對象裏來進行CAS操作。
Jdk中相關原子操作類的使用
AtomicInteger
•int addAndGet（int delta）：以原子方式將輸入的數值與實例中的值（AtomicInteger裏的value）相加，並返回結果。
•boolean compareAndSet（int expect，int update）：如果輸入的數值等於預期值，則以原子方式將該值設置爲輸入的值。
•int getAndIncrement()：以原子方式將當前值加1，注意，這裏返回的是自增前的值。
•int getAndSet（int newValue）：以原子方式設置爲newValue的值，並返回舊值。
AtomicIntegerArray
主要是提供原子的方式更新數組裏的整型，其常用方法如下。
•int addAndGet（int i，int delta）：以原子方式將輸入值與數組中索引i的元素相加。
•boolean compareAndSet（int i，int expect，int update）：如果當前值等於預期值，則以原子方式將數組位置i的元素設置成update值。
需要注意的是，數組value通過構造方法傳遞進去，然後AtomicIntegerArray會將當前數組複製一份，所以當AtomicIntegerArray對內部的數組元素進行修改時，不會影響傳入的數組。
更新引用類型
原子更新基本類型的AtomicInteger，只能更新一個變量，如果要原子更新多個變量，就需要使用這個原子更新引用類型提供的類。Atomic包提供了以下3個類。
AtomicReference
原子更新引用類型。
AtomicStampedReference
利用版本戳的形式記錄了每次改變以後的版本號，這樣的話就不會存在ABA問題了。這就是AtomicStampedReference的解決方案。AtomicMarkableReference跟AtomicStampedReference差不多， AtomicStampedReference是使用pair的int stamp作爲計數器使用，AtomicMarkableReference的pair使用的是boolean mark。 還是那個水的例子，AtomicStampedReference可能關心的是動過幾次，AtomicMarkableReference關心的是有沒有被人動過，方法都比較簡單。
AtomicMarkableReference：
原子更新帶有標記位的引用類型。可以原子更新一個布爾類型的標記位和引用類型。構造方法是AtomicMarkableReference（V initialRef，booleaninitialMark）。