Java原子类通过CAS与volatile协同实现无锁原子性：CAS保证操作原子性，volatile保障可见性与有序性，二者缺一不可；不同原子类适配多场景，但需注意ABA问题、自旋开销和单变量限制。
Java原子类靠CAS（Compare-And-Swap）+ volatile协同工作，不依赖锁，就能让多线程对共享变量的操作具备原子性、可见性和有序性。
核心机制是CAS指令
CAS是一种CPU硬件级原子操作，比如x86上的cmpxchg指令。它一次完成“读取—比较—更新”三步，不可分割：
- 读取内存地址当前值V
- 判断V是否等于预期值A
- 若相等，则将V设为新值B；否则不做修改，返回失败
Java通过Unsafe（JDK9起逐步由VarHandle替代）调用底层CAS方法，如compareAndSwapInt()。AtomicInteger的incrementAndGet()就是不断自旋执行CAS，直到成功为止。
volatile保障可见性与有序性
原子类内部字段（如AtomicInteger.value）都声明为volatile：
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- 写操作后立即刷入主内存，其他线程能立刻看到最新值
- 禁止编译器和处理器对volatile读写做重排序，保证操作顺序符合代码逻辑
没有volatile，CAS可能读到过期缓存值；没有CAS，volatile又无法保证复合操作（如自增）的原子性——二者缺一不可。
不同场景对应不同原子类
java.util.concurrent.atomic包按用途分五类，各司其职：
- 基本类型：AtomicInteger、AtomicLong、AtomicBoolean，适合计数器、开关标志等
- 数组元素：AtomicIntegerArray等，支持对数组某下标元素做原子更新，避免锁整个数组
- 对象引用：AtomicReference可原子更新任意对象；AtomicStampedReference带版本号，用于解决ABA问题
- 字段更新器：AtomicIntegerFieldUpdater等，用反射方式原子更新已有类的volatile字段，零拷贝改造旧代码
- 高性能累加器：LongAdder在高并发计数时比AtomicInteger更优，采用分段累加减少CAS竞争
CAS不是万能的，要注意三个典型局限
理解这些才能用得稳：
- ABA问题：值从A→B→A，CAS误判为未变。可用AtomicStampedReference（加版本号）或AtomicMarkableReference（加标记位）缓解
- 自旋开销：高竞争下反复失败重试，消耗CPU。LongAdder、Striped64等结构通过分散热点降低单点压力
- 仅限单变量：CAS只能保证一个内存位置的原子性。多个字段需同时更新？可封装成不可变对象，用AtomicReference整体替换
