原子性操作的实现
CPU原子性操作的实现
使用总线锁保证原子性：
总线锁就是使用处理器提供的一个LOCK#信号，当一个处理器在总线上输出此信号的时候，其他处理器的请求将会被阻塞住，那么该处理器就可以独享内存
通过缓存锁定来保证原子性：
内存区域如果被缓存在处理器的缓存行，并且在Lock操作期间被锁定，当它执行锁操作回写内存的时候，处理器不在总线上声称LOCK#信号，而是修改内部的内存地址，并允许它的缓存一致性机制来保证操作的原子性。缓存一致性机制会阻止同时修改由两个以上处理器缓存的内存区域，当其他处理器回写已经被锁定的缓存行数据时，会使缓存行失效。
不适用缓存锁定的情况
- 操作的数据不能被缓存到处理器内部，或者操作的数据跨多个缓存行
- 不支持缓存锁定的处理器
Java原子性操作的实现
CAS（Compare and Swap）
CAS思想
当线程拿到一个值并对其修改，然后写入到内存中时。在写入之前，会先拿到当前内存中的值，然后与之前拿到的旧值进行对比。如果没有变化，则写入新的值。如果有变化，则使用新拿到的值进行修改
这一个行为称之为CAS操作。
CAS操作会不断轮询来判断旧值是否被修改,我们也称之为自旋CAS。
Java是如何实现CAS的
Java中CAS操作的执行依赖于Unsafe类的方法。Unsafe类处于sun.misc.Unsafe类中的中。通过调用UnSafe类中CAS方法，JVM会帮我们实现CAS汇编指令。由于Java方法无法直接访问底层系统，需要通过本地（native）方法来访问，Unsafe的方法也都是native的方法，基于该类可以直接操作特定内存的数据,其内部方法操作可以像C的指针一样直接操作内存.
CAS引发的问题
- 自旋CAS如果长期不成功,那么会不断地轮询,这样会给CPU带来非常大地执行开销。
- 可以通过延迟流水线执行指令,使CPU不会消耗过多地资源,延迟时间取决于实现
- 避免在退出循环地时候因内存顺序冲突而引起地CPU流水线被清空,从而调高CPU的执行效率
内存顺序冲突:多个CPU同时修改同一个缓存行的不同部分引起其中一个CPU的操作无效.当出现这个内存顺序冲突时,CPU会必须清空流水线
- 只能保证一个共享变量的原子操作
- Java1.5后,引入了AtomicReference类保证引用对象之间的原子性
- ABA问题:CAS只判断最终结果,保证了新值和旧值之间的正确性,但是旧值可能经过一系列操作之后,没有发生改变.比如50->100->50.CAS只关注一头一尾.
- 解决方式是通过版本号,除了检查新值和旧值的正确性以外,还需要判断版本是否是一致的
