cas和aqs基于什么场景去使用？

# 什么时候用 CAS（无锁/原子类/VarHandle） 适用条件（满足越多越合适）： * **低\~中等竞争**：大多数时候一次 CAS 就成功；失败可少量自旋+退避。 * **临界区极短、纯 CPU 操作**：简单数值累加、标志位切换、轻量状态机。 * **不需要阻塞/条件队列**：失败就重试或返回即可。 * **可分片/分散写**：计数器、热点拆分（`LongAdder`/Striped64）。 * **需要无锁结构**：无锁队列/栈、环形缓冲（单/多生产者-消费者变体）。 典型用例： * 计数器/指标：`AtomicLong`（低竞争），`LongAdder`（高竞争分片）。 * 状态位/一次性动作：`compareAndSet(false,true)` 启停/去重。 * 乐观并发更新：基于版本号的 CAS（配 `AtomicStampedReference` 规避 ABA）。 * `ConcurrentHashMap` 内部桶级 CAS（插入/树化都靠它）。 不适用/要小心： * **高竞争**下自旋耗 CPU、可能活锁；需要退避或降级为锁。 * **需要条件等待**（例如“队列空了等待”）→ CAS 搞不定。 * **临界区较长/涉及 IO**：自旋期间浪费核。 # 什么时候用 AQS（可阻塞的队列化同步器） AQS = 队列 + CAS + park/unpark（如 `ReentrantLock`、`Semaphore`、`CountDownLatch`、`ReentrantReadWriteLock`、`StampedLock` 等） 适用条件： * **需要阻塞/唤醒**：等待资源、配额、阶段协作（闩、栅栏、信号量）。 * **竞争显著或临界区较长**：用**队列化**避免空转自旋。 * **需要公平/可重入/条件变量**：如 `Condition`、公平锁、读写分离。 * **需要组合语义**：共享/独占两种模式，多个等待集。 典型用例： * 互斥进入且临界区不短：`ReentrantLock`（默认非公平，高吞吐；需要先到先得就 `new ReentrantLock(true)`）。 * 多读少写：`ReentrantReadWriteLock` 或 `StampedLock`（乐观读）。 * 限流/并发窗口：`Semaphore`。 * 等待若干任务完成：`CountDownLatch`、`Phaser`。 * 需要条件等待/通知：`lock.newCondition().await()/signal()`。 不适用/要小心： * **极短临界区、低竞争**：AQS 的挂起/唤醒和排队开销相对更大。 * 过度追求公平会降吞吐（避免把所有锁都设公平）。 # 快速决策（口诀） * **短小、无阻塞、低竞争** → CAS/原子类（必要时 `LongAdder`）。 * **需要等待/唤醒、长临界区或竞争高** → AQS 同步器（锁/信号量/闩）。 * **既想无锁又要读多写少** → `StampedLock`（乐观读）或 RWLock。 * **CAS 失败频繁** → 加**指数退避**；仍不行就**降级为锁**。 * **有 ABA 风险** → 用 `AtomicStampedReference` / Markable 引用。 # 实战建议 * 计数/指标：优先 `LongAdder`（高并发写更稳），聚合时 `sum()`。 * 热点写 Map：先用 `compute`/`merge`（内部已做分段+CAS），别自己全局锁。 * 高并发队列：生产者/消费者短操作可 CAS，无界阻塞队列用 AQS（如 `LinkedBlockingQueue`）。 * 锁持有时间 > 几十微秒（做业务/IO）基本别自旋，直接 AQS 阻塞。 * 有**条件等待**需求（“等库存/等信号”）必须用 AQS 的 `Condition`/`Semaphore` 之类。 # 简短代码指路 * CAS 自旋（带退避）： ```java for (int i = 0; i < 16; i++) { if (ref.compareAndSet(expect, update)) break; expect = ref.get(); Thread.onSpinWait(); if ((i & 3) == 3) Thread.yield(); // 退避 } ``` * AQS 锁 + 条件： ```java ReentrantLock lock = new ReentrantLock(); Condition notEmpty = lock.newCondition(); lock.lock(); try { while (q.isEmpty()) notEmpty.await(); // ... notEmpty.signal(); } finally { lock.unlock(); } ```