CAS ABA问题及解决方案示例

CAS ABA问题

ABA问题是CAS机制中出现的一个问题，他的描述是这样的。我们直接画一张图来演示，

什么意思呢？就是说一个线程把数据A变为了B，然后又重新变成了A。此时另外一个线程读取的时候，发现A没有变化，就误以为是原来的那个A。这就是有名的ABA问题。ABA问题会带来什么后果呢？我们举个例子。

一个小偷，把别人家的钱偷了之后又还了回来，还是原来的钱吗，你老婆出轨之后又回来，还是原来的老婆嘛？ABA问题也一样，如果不好好解决就会带来大量的问题。最常见的就是资金问题，也就是别人如果挪用了你的钱，在你发现之前又还了回来。但是别人却已经触犯了法律。

如何去解决这个ABA问题呢，就是使用今天所说的AtomicStampedReference。

问题解决

我们先给出一个ABA的例子，对ABA问题进行场景重现。

package cas;import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;/*** cas aba问题*/
public class AtomicTest {private static AtomicInteger index = new AtomicInteger(10);public static void main(String[] args) {// 判断cas是否成功System.out.println(index.compareAndSet(100,89));new Thread(() -> {index.compareAndSet(10, 11);index.compareAndSet(11, 10);System.out.println(Thread.currentThread().getName() +"：10->11->10");}, "张三").start();new Thread(() -> {try {TimeUnit.SECONDS.sleep(2);boolean isSuccess = index.compareAndSet(10, 12);System.out.println(Thread.currentThread().getName() +"：index是预期的10嘛，" + isSuccess+ "   设置的新值是：" + index.get());} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}, "李四").start();}
}

在上面的代码中，我们使用张三线程，对index10->11->10的变化，然后李四线程读取index观察是否有变化，并设置新值。运行一下看看结果：

这个案例重现了ABA的问题场景，下面我们看如何使用AtomicStampedReference解决这个问题的。

package cas;import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicStampedReference;/*** 使用版本号解决cas aba问题*/
public class AtomicTest2 {static AtomicStampedReference<Integer> stampRef= new AtomicStampedReference(10, 1);public static void main(String[] args) {new Thread(() -> {int stamp = stampRef.getStamp();System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ " 第1次版本号： " + stamp);stampRef.compareAndSet(10, 11, stampRef.getStamp(), stampRef.getStamp() + 1);System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ " 第2次版本号： " + stampRef.getStamp());stampRef.compareAndSet(11, 10, stampRef.getStamp(), stampRef.getStamp() + 1);System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ " 第3次版本号： " + stampRef.getStamp());}, "张三").start();new Thread(() -> {try {int stamp = stampRef.getStamp();System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ " 第1次版本号： " + stamp);TimeUnit.SECONDS.sleep(2);boolean isSuccess = stampRef.compareAndSet(10, 12,stamp, stamp + 1);System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ " 修改是否成功： " + isSuccess + " 当前版本 ：" + stampRef.getStamp());System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ " 当前实际值： " + stampRef.getReference());} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}, "李四").start();}
}

这使用的是AtomicStampedReference的compareAndSet函数，这里有四个参数：

compareAndSet(V expectedReference, V newReference, int expectedStamp, int newStamp)。

（1）第一个参数expectedReference：表示预期值。

（2）第二个参数newReference：表示要更新的值。

（3）第三个参数expectedStamp：表示预期的时间戳。

（4）第四个参数newStamp：表示要更新的时间戳。

当预期值和版本号均一致时才能修改成功。

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CAS ABA问题及解决方案示例

当预期值和版本号均一致时才能修改成功。

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