Java中说一下 atomic 的原理？

Atomic类通过CAS操作和volatile关键字实现线程安全，利用Unsafe类提供底层支持，结合CAS的原子性与volatile的可见性，避免锁机制开销，适合低竞争场景，但存在ABA问题，可通过AtomicStampedReference解决。

Atomic 类的原理主要依赖于 CAS（Compare-And-Swap） 操作和 volatile 关键字来实现线程安全的原子操作，而无需使用传统的锁机制。

CAS 操作

CAS 是原子类的核心，它是一种无锁的原子操作，由 CPU 提供硬件支持。CAS 包含三个操作数：

• 内存位置（V）：要修改的变量在内存中的地址
• 旧的预期值（A）：当前线程认为该变量应该具有的值
• 新值（B）：要写入的新值

CAS 会判断该内存位置的值是否等于预期值 A，如果相等，则将内存值更新为 B，并返回 true；否则不更新，返回 false。这个过程是原子的，不会被中断。

例如，在 AtomicInteger 中调用 incrementAndGet() 方法时，底层会不断尝试 CAS 操作，直到成功为止（自旋）。

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volatile 的作用

Atomic 类中的变量通常使用 volatile 修饰，比如 AtomicInteger 内部的 value 是 volatile 的。这保证了两点：

• 变量的修改对所有线程立即可见（内存可见性）
• 禁止指令重排序，确保操作顺序一致

结合 CAS，volatile 确保了一个线程修改值后，其他线程能立刻看到最新值，并在下一次 CAS 中基于最新值进行比较。

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Unsafe 类与底层实现

Java 的 Atomic 类底层依赖于 sun.misc.Unsafe 类，它提供了直接操作内存、执行 CAS 等底层能力。比如：

虽然 Unsafe 不建议开发者直接使用，但 Atomic 包封装了这些危险操作，提供了安全易用的接口。

ABA 问题与解决

在 CAS 中存在 ABA 问题：一个值原来是 A，被改成 B，又改回 A。CAS 会误以为它从未被修改过。

为解决这个问题，Java 提供了 AtomicStampedReference 和 AtomicMarkableReference，通过引入版本号或标记位来区分是否真正发生变化。

基本上就这些。Atomic 的高效在于避免了 synchronized 带来的线程阻塞和上下文切换，适合简单共享变量的并发场景。不过在高竞争环境下，CAS 可能导致自旋次数过多，反而影响性能。

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