# 一、前言
阻塞机制Lock对于绝大多数应用程序都非常有用。如果正确使用，它们是快速且可靠的。但是它们也有一些缺点，有时需要我们考虑：
【1】它们会阻塞其他线程，休眠线程只能等待唤醒信号，其它什么也不能做：这可是在浪费宝贵的时间；
【2】它们可能会让你的应用程序挂起(hang住, 即不响应)，如果一个持有锁的线程由于任何原因崩溃，锁本身永远不会被释放，其它等待中的线程将永远被卡住；
【3】你几乎无法控制哪个线程先休眠。通常由操作系统来选择要阻塞哪个线程。这可能会导致一个被称为优先级倒置的不利情况：正在执行非常重要的任务的线程被另一个优先级较低的线程阻塞。
大多数情况下，你不必关心这些问题，因为它们不会影响程序的正确性。但在另一方面，有时你需要让线程一直运行，特别是当你想充分利用多处理器/多核硬件时。也许是你无法承担因线程死亡而卡住的系统。或者优先级倒置问题已经严重到不能忽视的地步了。
好消息是： 有另一种方法可以控制多线程应用程序中的并发任务，并能防止出现上述3点问题。它被称为lock-free programming或lockless programming(都是无锁编程的意思)，是一种在多个线程之间安全地共享不断变化的数据的技术，它无需锁定和解锁操作。
坏消息是： 这是更底层(low level)的东西。比使用传统的同步原语（如互斥锁和信号量）低级得多：更接近硬件层。尽管如此，我发现无锁编程是一个很好的心智挑战，也是一个更好地理解计算机实际工作原理的好机会。
无锁编程依赖于atomic instructions原子指令，即CPU直接执行的原子操作。因为它是无锁编程的基础，在本文的其余部分中，我将首先介绍原子指令，然后演示如何将它们用于并发控制。我们开始吧！
# 二、原子指令
想象一下计算机执行的任何操作，例如在屏幕上显示图片。这种操作由许多较小的操作组成：将文件读入内存、对图像进行解压、点亮屏幕上的像素等等。如果你递归地放大其中一个子任务，也就是说，如果你把它分解成越来越小的部分，你最终会到达一个死胡同(即不可分解点)。由处理器执行的人类可见的最小的操作称为machine instruction机器指令，它是由硬件直接执行的命令。