現在的無鎖設計得益于CPU對CAS操作的支持。所以想理解無鎖設計首先明白什么是CAS。

CAS是CompareandSwap的縮寫，翻譯成中文就是“比較并交換”。它的實現是這樣的：有三個操作數，內存值V，舊的預期值A，要修改的新值B。當且僅當預期值和內存值相同時，將內存值V修改為B，否則什么都不做。

下面舉一個例子來解釋一下CAS算法。假設現在有t1和t2兩個線程都同時去訪問同一個變量10。所以他們會把主內存的值完全拷貝一份到自己的工作內存空間，所以t1和t2線程的預期值都是10。

假設t1和t2競爭時t1成功的將變量值修改為了11，然后寫到了內存中。t2執行更新時發現內存值變成了11與預期值10不一致，也就是這次更新失敗了，然后重新執行剛才的操作。

CAS操作類似于commit-retry模式。當同步沖突出現的機會比較少時，性能會得到很大的提升。

雖然CAS高效的解決了原子操作，但是還是存在三大問題：ABA問題、自旋CAS循環時間長開銷大、一次CAS只能保證一個變量的原子操作。針對這三個問題，不同語言都給出了解決方案，想詳細了解的可以查詢自己關注開發語言的解決方案。

由于對硬件知識缺乏，想了解cpu是如何實現的CAS的可以查看CPU相關資料。