CAS

CAS（Compare And Swap）是一种并发控制机制，用于解决多线程并发访问共享资源时的数据一致性问题。

在Java中，CAS操作通常使用Atomic类来实现。例如，可以使用java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger类来实现对整数类型的原子操作。Atomic类提供了一系列的原子操作方法，例如getAndAdd、getAndSet、compareAndSet等，可以用于实现CAS操作。

    /**
     * Atomically sets the value to the given updated value
     * if the current value {@code ==} the expected value.
     *
     * @param expect the expected value
     * @param update the new value
     * @return {@code true} if successful. False return indicates that
     * the actual value was not equal to the expected value.
     */
    public final boolean compareAndSet(int expect, int update) {
        return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);
    }

这些CAS原子操作实际上都是Unsafe类提供的一系列native方法。

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

CAS操作包括三个参数：内存位置V、旧的预期值A和新的值B。当且仅当内存位置V的值等于预期值A时，CAS操作才会将内存位置V的值更新为新的值B，否则不会进行任何操作。CAS操作是原子性的，因此可以保证多线程并发访问共享资源时的数据一致性。

CAS操作虽然可以保证数据的一致性，但是在高并发场景下，可能会出现ABA问题。ABA问题是指，在CAS操作中，如果内存位置V的值在操作过程中被修改了两次，且第一次修改后又被修改回原来的值，那么CAS操作会误认为内存位置V的值没有被修改过，从而导致数据的不一致性。为了解决ABA问题，可以使用版本号机制，即在每次修改内存位置V的值时，都将版本号加1，从而避免出现ABA问题。

AQS

AQS（AbstractQueuedSynchronizer）是Java中用于实现同步器的基础框架，例如ReentrantLock、Semaphore、CountDownLatch等。AQS的核心思想是使用一个FIFO的等待队列来管理线程的竞争和等待，从而实现同步器的功能。使用volatile保证可见性，使用CAS保证原子性。

AQS的实现原理可以简单地概括为以下几个步骤：

1. 定义一个内部类Node，用于表示等待队列中的节点。每个节点包含一个线程引用和一个状态值，用于表示线程的状态（例如等待、唤醒、取消等）。

2. 定义一个volatile类型的int变量state，用于表示同步器的状态。state的值可以被多个线程同时访问和修改，因此需要使用volatile关键字来保证其可见性和原子性。

3. 定义一个等待队列，用于存储等待线程的节点。等待队列是一个FIFO的队列，每个节点都包含一个前驱节点和一个后继节点，用于维护队列的顺序。

4. 定义一个acquire()方法，用于实现线程的获取同步器。acquire()方法首先会尝试获取同步器的状态，如果状态符合要求，则直接返回；否则，将当前线程封装成一个节点，并加入等待队列中。如果当前线程是等待队列中的第一个节点，则会尝试获取同步器的状态，如果获取成功，则将当前节点从等待队列中移除，并返回。

5. 定义一个release()方法，用于实现线程的释放同步器。release()方法首先会更新同步器的状态，然后尝试唤醒等待队列中的下一个节点。如果唤醒成功，则将该节点从等待队列中移除，并将其状态设置为可运行状态，从而使其可以继续执行。