什么是ABA

有一个链表里面的数据是A->B->C,我们希望执行一个CAS操作，将A替换成D，生成链表D->B->C。考虑下面的步骤：

线程a读取链表头部节点A。
线程b将链表中的B节点删掉，链表变成了A->C
线程a执行CAS操作，将A替换从D。

最后我们的到的链表是D->C，而不是D->B->C，这个就是ABA问题。那么如何解决这个问题呢？下面就介绍两种解决ABA的方法。

使用AtomicStampedReference 解决ABA问题

JDK提供了AtomicStampedReference来解决ABA问题，它在CAS的基础上增加了一个邮戳stamp来标记数据是否发生了变化。，如果邮戳不符合预期则修改失败。

示例代码

public class AtomicStampedReferenceTest {public void test() {CountDownLatch latch = new CountDownLatch(2);AtomicStampedReference<Integer> atomicStampedReference = new AtomicStampedReference<>(1, 0);ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();executorService.submit(() -> {try {boolean success;//获取当前邮戳int stamp = atomicStampedReference.getStamp();System.out.println("[A] before sleep  value is " + atomicStampedReference.getReference() + " stamp is " + stamp);TimeUnit.SECONDS.sleep(5);//将1，改为 10success = atomicStampedReference.compareAndSet(1, 10, stamp, stamp + 1);System.out.println("[A-1] after sleep, success:  " + success + "  value is " + atomicStampedReference.getReference() + " stamp is " + stamp);stamp++;//再次将10 改为1 atomicStampedReference.compareAndSet(10, 1, stamp, stamp + 1);System.out.println("[A-2] after sleep, success:  " + success + "  value is " + atomicStampedReference.getReference() + " stamp is " + stamp);latch.countDown();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}});executorService.submit(() -> {try {boolean success;int stamp = atomicStampedReference.getStamp();System.out.println("[B] before sleep  value is " + atomicStampedReference.getReference() + " stamp is " + stamp);TimeUnit.SECONDS.sleep(10);success = atomicStampedReference.compareAndSet(1, 20, stamp, stamp + 1);System.out.println("[B-1] after sleep, success:  " + success + "  value is " + atomicStampedReference.getReference() + " stamp is " + stamp);latch.countDown();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}});}public static void main(String[] args) {new AtomicStampedReferenceTest().test();}
}

测试结果如下：

[A] before sleep  value is 1 stamp is 0
[B] before sleep  value is 1 stamp is 0
[A-1] after sleep, success:  true  value is 10 stamp is 0
[A-2] after sleep, success:  true  value is 1 stamp is 1
[B-1] after sleep, success:  false  value is 1 stamp is 0

使用AtomicMarkableReference解决问题

上文我们使用AtomicStampedReference来解决ABA问题，很多时候我们并不关心它的邮戳，也就是我们不需要知道修改过几次，我们关系的仅仅是有没有修改过。此时我们就可以使用AtomicMarkableReference来解决这个问题。

示例代码

public class AtomicMarkableReferenceTest {public void test() {CountDownLatch latch = new CountDownLatch(2);AtomicMarkableReference<Integer> atomicMarkableReference = new AtomicMarkableReference<>(1, false);ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();executorService.submit(() -> {try {boolean success;//获取当前邮戳boolean[] arr = new boolean[]{false};Integer currentValue = atomicMarkableReference.get(arr);boolean mark = arr[0];System.out.println("[A] before sleep  value is " + currentValue + " mark is " + mark);TimeUnit.SECONDS.sleep(5);//将1，改为 10success = atomicMarkableReference.compareAndSet(1, 1, mark, !mark);System.out.println("[A-1] after sleep, success:  " + success + "  value is " + atomicMarkableReference.getReference() + " mark is " + getMark(atomicMarkableReference));latch.countDown();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}});executorService.submit(() -> {try {boolean success;//获取当前邮戳boolean[] arr = new boolean[]{false};Integer currentValue = atomicMarkableReference.get(arr);boolean mark = arr[0];System.out.println("[B] before sleep  value is " + currentValue + " mark is " + mark);TimeUnit.SECONDS.sleep(10);success = atomicMarkableReference.compareAndSet(1, 20, mark, !mark);System.out.println("[B-1] after sleep, success:  " + success + "  value is " + atomicMarkableReference.getReference() + " mark is " + getMark(atomicMarkableReference));latch.countDown();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}});}private boolean getMark(AtomicMarkableReference<Integer> atomicMarkableReference) {boolean[] arr = new boolean[]{false};atomicMarkableReference.get(arr);return arr[0];}public static void main(String[] args) {new AtomicMarkableReferenceTest().test();}
}

测试结果

[A] before sleep  value is 1 mark is false
[B] before sleep  value is 1 mark is false
[A-1] after sleep, success:  true  value is 1 mark is true
[B-1] after sleep, success:  false  value is 1 mark is true

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