ABA--＞狸猫换太子之法

文章目录

ABA问题
- - 发生ABA问题示例代码
- 带版本号的原子操作
- - 解决ABA问题实例代码：
- LongAdder

ABA问题

CAS 需要检查操作值有没有发生改变，如果没有发生改变则更新。但是存在这样一种情况：如果一个值原来是A，变成了B，然后又变成了A，那么在CAS检查的时候会发现没有改变，但是实质上它已经发生了改变，这就是所谓的ABA问题。

狸猫换太子：将原来的数换为另一个数，操作完成后再换回去，且不被人发现

CAS算法实现了一个重要的前提，需要取出内存中某时刻的数据，并在当下时刻比较并替换，那么这个时间差会导致数据的变化。
对于ABA问题其解决方案是加上版本号，即在每个变量都加上一个版本号，每次改变时加1，即A —> B —> A，变成A1 —> B2 —> A3。

JUC包中提供了一个AtomicStampedReference类来解决ABA问题。 AtomicStampedReference 本质是有一个int 值作为版本号，每次更改前先取到这个int值的版本号，等到修改的时候，比较当前版本号与当前线程持有的版本号是否一致，如果一致，则进行修改，并将版本号加1，在zookeeper中保持数据的一致性也是用的这种方式；

此外，JUC包中还有一个AtomicMarkableReference类，这个类则是将一个boolean值作是否有更改的标记，本质就是它的版本号只有两个，true和false，修改的时候在这两个版本号之间来回切换，这样做并不能解决ABA的问题。

发生ABA问题示例代码

public class CASDemo {public static void main(String[] args) {AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(2020);//CAS--比较并交换//如果期望值找到了就更新，负责不更新//CAS 是CPU的并发原语//===========捣乱线程=========================System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2021, 2022));System.out.println(atomicInteger.get());System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2022, 2021));System.out.println(atomicInteger.get());//==========期望线程System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2021, 6666));System.out.println(atomicInteger.get());}
}

结果：

true
2022
true
2021
true
6666

将2021转换为2022后在转换回原值，期望线程并未发现异常，普通的原子类并不能解决

带版本号的原子操作

解决ABA问题实例代码：

所有的相同类型的包装类对象之间值的比较，全部使用 equals 方法比较

说明：对于 Integer var = ? 在-128 至 127 范围内的赋值，Integer 对象是在 IntegerCache.cache 产生，会复用已有对象，这个区间内的 Integer 值可以直接使用==进行判断，但是这个区间之外的所有数据，都会在堆上产生，并不会复用已有对象，这是一个大坑，推荐使用 equals 方法进行判断。

public class CASDemo {static AtomicStampedReference<Integer> atomicInteger = new AtomicStampedReference<>(1, 1);public static void main(String[] args) {//ABA线程new Thread(() -> {//返回当前值int stamp = atomicInteger.getReference();System.out.println("a1-->"+stamp);try{TimeUnit.SECONDS.sleep(2);}catch (InterruptedException e){e.printStackTrace();}//将1转换为2System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(1, 2, atomicInteger.getStamp(), atomicInteger.getStamp() + 1));System.out.println("a2-->"+stamp);//将2转换为1System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2, 1, atomicInteger.getStamp(), atomicInteger.getStamp() + 1));System.out.println("a3-->"+stamp);}, "a").start();//普通线程new Thread(() -> {int stamp = atomicInteger.getReference();System.out.println("b-->"+stamp);try{TimeUnit.SECONDS.sleep(2);}catch (InterruptedException e){e.printStackTrace();}System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(1, 6, atomicInteger.getStamp(), atomicInteger.getStamp() + 1));System.out.println("b2-->"+stamp);}, "b").start();}
}

结果：

a1-->1
b-->1
true
b2-->1
false
a2-->1
false
a3-->1

从结果可以看出有效防止了ABA问题

LongAdder