首先介紹一下線程安全的概念：
1.競態條件與臨界區
多個線程訪問了相同的資源，向這些資源做了寫操作時，對執行順序有要求。
臨界區：方法內部某些部分區域代碼，如果多線程執行時，會對結果產生不可預測影響。
競態條件：當臨界區代碼被多線程執行時，產生競態條件。
2.共享資源
如果一段代碼是線程安全的，則它不包含競態條件。只有當多個線程更新共享資源時，纔會產生競態條件
棧封閉時，不會在線程之間共享變量，因此是線程安全的
局部對象引用本身不共享，但是引用的對象存儲在共享堆中。如果在方法內創建對象，只是在線程內部傳遞，並且不對其他線程可用，那麼也是線程安全的
3.不可變對象
實例被創建後，對象相關變量就不能再被修改，這就是不可變性。創建不可變的共享對象來保證對象在線程之間共享時不會被修改，從而實現線程安全。
原子操作
爲了解決多線程同時寫的線程安全，需要實現原子操作
原子操作可以是一個步驟，也可以是多個步驟，但是其順序不可以被打亂，也不可以被切割而只執行其中的一部分（不可中斷性）。將整個操作是爲一個整體，資源在該次操作中保持一致，這就是原子性的核心特徵。存在競態條件時，線程不安全，需要轉變爲原子操作才能實現線程安全，方式：CAS，鎖。本篇主要介紹CAS操作。
CAS機制
CAS(Compare and swap)比較和交換，屬於硬件同步原語，處理器提供了基本內存操作的原子性保證。CAS操作需要輸入兩個數值，一箇舊值A（期望操作前的值）和一個新的值B，在操作期間先比較下舊值有沒有發生變化，如果沒有發生變化，纔會換成新值，發生了變化則不會換成新值。
Java中的sun.misc.Unsafe類，提供了compareAndSwapXxx()等幾個native方法實現CAS，J.U.C併發包中大量用到了這些方法。
Unsafe對象不能直接使用Unsafe.getUnsafe()獲取，具體使用方式如下：
Field theUnsafe = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");
theUnsafe.setAccessible(true);
Unsafe unsafe = theUnsafe.get(null);
long valueOffset = unsafe.objectFieldOffset(ClassName.class.getDeclaredField("fieldName"));
int current = unsafe.getIntVolatile(object, valueOffset);
boolean isSuccess = unsafe.compareAndSwapInt(object, valueOffset, current, current+addValue);
CAS的三個問題：
循環+CAS，自旋的實現讓所有線程都處於高頻運行、爭搶CPU執行時間的狀態。如果操作長時間不成功，會帶來很大的CPU資源消耗
僅能針對單個變量的原子操作，不能用於多個變量來實現原子操作
ABA問題，無法體現出數據的變動