理解并应用：Java并发基石CAS原理与实战

CAS（Compare and Swap，比较并交换）是计算机科学中一种核心的并发控制机制，它在多处理器系统中用于实现原子操作，确保在多线程环境下数据的一致性和完整性。CAS操作涉及三个参数：内存中的当前值V、预期值E以及新值N。它的工作原理是，只有当当前值V等于预期值E时，才会将V更新为N；否则，不做任何改变，返回原来的值。这种特性使得CAS非常适合在竞争条件下的无锁编程，因为它提供了一种非阻塞的同步机制。 在Java并发编程中，CAS技术在`java.util.concurrent`包的`Atomic`类和`AtomicLong`、`AtomicInteger`等类中得到了广泛应用。这些类利用底层的硬件支持，如CPU的CAS指令，来保证在多线程环境中对共享变量的操作是原子性的，避免了可能出现的数据竞争问题。 在上面提供的例子中，第一个代码片段展示了如何使用`synchronized`关键字（重量级锁）来同步对共享变量`m`的递增操作，确保线程安全。每个线程在进入临界区之前会获取锁，执行完递增后释放锁，从而避免了并发问题。 而第二个代码片段则展示了如何使用`AtomicInteger`类来替代同步块，`AtomicInteger`是基于CAS实现的无锁原子整数类，它提供了`incrementAndGet()`这样的方法，该方法在内部使用CAS进行原子操作，保证在多线程环境下的线程安全，但无需显式获取和释放锁，提高了并发性能。 总结来说，理解并熟练运用CAS技术对于编写高效的并发程序至关重要，它允许开发者在不引入额外同步开销的情况下处理并发场景，但在处理复杂情况时，可能需要结合其他同步机制如乐观锁或锁升级策略，以进一步提高并发控制的灵活性和性能。