AtomicInteger 是如何实现并发安全的？

1)，原理简述

AtomicInteger是通过 CAS自旋 + volatile来实现并发安全的。

1. 使用 volatile 关键字的可见性来实现各个线程都可以访问到该变量(value)的值，也避免了使用 synchronized 锁(从可见性的角度考虑)带来的高开销。 => 在Jdk1.6之synchronized锁引入了CAS操作来实现。
2. 使用 CAS自旋锁来保证并发的原子性。

2)，CAS自旋锁

1. CAS（Compare And Swap）：自旋锁是一种锁定机制，其核心思想就是当一个线程试图获取锁时，如果锁已经被其他线程占用，那么该线程将在一个循环中不断地尝试获取锁，直到成功为止。
2. 这种方式避免了线程挂起和唤醒带来的高昂代价，是一种低延迟的锁策略。在并发量不高，锁持有时间较短的场景下，自旋锁可以带来很好的性能提升。 => 即在高并发的情况下可能存在性能不好的情况！
3. 是基于Unsafe类中compareAndSetInt方法的本地实现，CAS是一种轻量级锁。

3)，CAS的ABA问题

存在两个并发的线程，其中线程01从主内存中获取变量的值为'A'，但是线程02从也获取到变量的值为'A'，经过一定的处理之后将变量值的修改为'B'、然后紧接着又修改成了'A'，然后提交；这个时候线程01进行CAS操作的时候发现主内存的值仍然是A，然后线程01的操作执行成功。

1. 通过AtomicReference原子类可以提供的compareAndSet方法来实现一个具备自旋限制的自旋锁。
2. 解决ABA问题则需要使用版本号的方式来规避更新，AtomicStampedReference类的compareAndSet方法可以指定版本号(stampedReference.getStamp())，来方式ABA的问题发生。

4)，AtomicLong 在高并发的情况性能不好！如何解决？

1. 原因：由于 AtomicLong 内部的 value 属性而言，也就是保存当前 AtomicLong 数值的属性，它是被 volatile修饰的，去保证它的可见性。 => 也正是因为此，多个线程并发访问主内存的的 value 属性值的时候，多次的 store 和 write 去修改主内存的值，不仅耗费资源，而且CAS也会经常失败。

2. 解决：在Jdk1.8中通过LongAdder来解决CAS经常失败的问题。其是通过引入分段累加的概念，来减少多线程竞争下的开销。其内部实现是包含 volatile的Long类型字段用来保存局部累加值，Cell[]数组在初始化时会使用一定数量的Cell对象进行填充，每个线程都会被映射到Cell[]数组中的一个Cell对象。

3. 辩证看待是否采用当前优化方案：

   • LongAdder中最核心的思想就是利用空间来换时间，将热点value分散成一个Cell列表来承接并发的CAS，以此来提升性能。但是其通过sum()方法后可以知道LongAdder在统计的时候如果有并发更新，可能导致统计的数据有误差，如果要求是高精度的统计，还需要使用AtmicLong类才可以。
   • 如果我们的场景仅仅是需要用到加和减操作的话，那么可以直接使用更高效的 LongAdder，但如果我们需要利用 CAS 比如 compareAndSet 等操作的话，就需要使用 AtomicLong 来完成。

参考连接

1. 大厂面试题：不要搞混 JMM 与 JVM
2. 谈谈对Volatile的理解
3. Java多线程 - AtomicInteger线程安全原理
4. CAS与自旋锁的实现原理