背景
我们知道 volatile 关键字虽然轻量级，但不能保证原子性，synchronized 可以保证原子性，但是比较重量级。
那么有没有一种简单的、性能高的方法来保证 Java 的原子操作呢？答案当然是有的。
在 JDK1.5 时期， Java 家族加入了 Atomic 包。
原子类（Atomic Classes）
Java 中提供了对应的原子操作类来实现原子地且有条件进行的读-改-写操作操作。其本质是利用了 CPU 级别的原子指令。由于原子类是基于 CPU 级别的指令，因此其开销比需要操作系统参与的锁的开销小。
CAS 算法
CAS （比较与交换，Compare and swap） 算法是一种非阻塞算法（non-blocking algorhithm），同时也是一种无锁算法（lock-free algorhithm），基于乐观并发（pessimistic concurrent control）的思想。
非阻塞版本相对于基于锁的版本有几个性能优势。首先，它用硬件的原生形态代替 JVM 的锁定代码路径，从而在更细的粒度层次上（独立的内存位置）进行同步，失败的线程也可以立即重试，而不会被挂起后重新调度。更细的粒度降低了争用的机会，不用重新调度就能重试的能力也降低了争用的成本。即使有少量失败的 CAS 操作，这种方法仍然会比由于锁争用造成的重新调度快得多。
以 Atomic 类中的 incrementAndGet() 方法为例，其内部就调用了Unsafe中的 native 方法（CompareAndSet）以实现递增数值：
private volatile int value;
public final int get() {
return value;
}
/**
* Atomically increments by one the current value.
*
* @return the updated value
*/
public final int incrementAndGet() {
for (;;) {
int current = get();
int next = current + 1;
if (compareAndSet(current, next))
return next;
}
}
我们来分析下incrementAndGet的逻辑：
- 先获取当前的value值
- 对value加一
- 第三步是关键步骤，调用compareAndSet方法来进行一个原子更新操作，这个方法的语义是：先检查当前value是否等于current，如果相等，则意味着value没被其他线程修改过，更新并返回true。如果不相等，compareAndSet则会返回false，然后循环继续尝试更新。
...
