一、原子性高频问题：

1.1 Java中如何实现线程安全?

多线程操作共享数据会出现问题。可以使用锁来解决：

• 悲观锁： 使用 synchronized 和 Lock
• 乐观锁： 使用 CAS（Compare-And-Swap）

可以根据业务情况选择 ThreadLocal，让每个线程处理自己的数据。

1.2 CAS底层实现

回答思路： 先解释比较和交换的概念，在Java层面讨论native方法，再深入到C++中的 cmpxchg 指令，最后谈到 lock 指令保证 cmpxchg 的原子性。

在Java中，CAS（Compare-And-Swap）在Java层面可以看到 Unsafe 类中的native方法。

基本操作步骤：

• 比较当前值与预期值是否一致，如果一致，交换并返回 true。
• 如果不一致，不交换并返回 false。

可以查看 Unsafe 类中提供的CAS操作，有四个参数：对象、属性的内存偏移量、旧值和新值。

public final native boolean compareAndSwapInt(Object var1, long var2, int var4, int var5);

CAS的底层实现涉及到 cmpxchg 指令。在多核系统中，需要 lock 指令来保证 cmpxchg 的原子性。

• cmpxchg 是一个汇编指令，支持比较和交换操作。
• cmpxchg 本身不保证原子性，所以需要 lock 指令。
• lock 指令在CPU层面相当于一个锁，通常粒度是缓存行级别，有时是总线锁，但成本较高。

1.3 CAS的常见问题

• ABA问题： ABA问题不一定是问题。例如，仅有++，–的操作，不会影响结果。解决方案是使用带版本号的CAS，如 AtomicStampedReference。
  

• 自旋次数过多： 自旋次数过多会消耗大量的CPU资源。解决方法：

  • 从 synchronized 方向：CAS多次失败后，将线程挂起，避免占用过多CP