首先我们要了解Java内存模型（Java Memory Model）。JMM就是一套规范，描述了Java线程对变量的访问规则。

　　首先，在jvm中有一个main memory，而每个线程都有自己的working memory，一个线程对一个variable进行操作的时候，会先在自己的working memory里面建立一个copy，操作完成之后再写入main memory，如果有多个线程同时操作同一个variable，就可能会出现不可预知的结果，所以线程安全就是为了避免这种情况的发生。
　　volatile是不错的机制，volatile关键字作用：1.volatile可以保证变量的可见性。2.保证有序性。（防止指令重排）。【当一个线程修改了共享变量的值，新的值会立刻同步到主内存当中。而其他线程读取这个变量的时候，也会强制从主内存中拉取最新的变量值。】但是volatile不能保证原子性。因此对于同步最终还是要回到锁机制上来。在java中，确保线程安全的方法有两种：一种是使用内置锁（synchronized），一种是使用原子类（java.util.concurrent包下的），对于原子类，它所用的机制就是CAS机制（Compare And Swap）。

什么是CAS？

　　在Doug Lea提供的cucurenct包中，CAS理论是它实现整个java包的基石。CAS 操作包含三个操作数 —— 内存位置（V）、预期原值（A）和新值(B)。 如果内存位置的值与预期原值相匹配，那么处理器会自动将该位置值更新为新值 。否则，处理器不做任何操作。
CAS 有效地说明了“我认为位置 V 应该包含值 A；如果包含该值，则将 B 放到这个位置；否则，不要更改该位置，只告诉我这个位置现在的值即可。”CAS是通过无限循环来获取数据的，若果在第一轮循环中，a线程获取地址里面的值被b线程修改了，那么a线程需要自旋，到下次循环才有可能机会执行。

　　通常将 CAS 用于同步的方式是从地址 V 读取值 A，执行多步计算来获得新 值 B，然后使用 CAS 将 V 的值从 A 改为 B。如果 V 处的值尚未同时更改，则 CAS 操作成功。利用CPU的CAS指令，同时借助JNI来完成Java的非阻塞算法。其它原子操作都是利用类似的特性完成的。而整个J.U.C都是建立在CAS之上的，因此对于synchronized阻塞算法，J.U.C在性能上有了很大的提升。

　　现代cpu提供了特殊的指令，可以自动更新共享数据，而且能够检测到其他线程的干扰，而compareAndSet（）就是用这些代替了锁定，compareAndeSet（）是调用本地方法来完成cpu指令的操作。

来看看AutomicInteger的源码：

private volatile int value；//毫无疑问，没有锁的机制下，必须借助volatile保证线程间的数据可见性

public final int get(){

     return value;

}

// 来看看++i是怎么实现的：

public final int increamentAndGet(){

     for(;;){ // 无限循环来获取数据

         int current = get();

         int next = current + 1;

         if(compareAndSet(current,next))

             return next;

       }

}