CAS的ABA问题及其解决方案

港控/mmm° 2024-03-16 09:45 78阅读 0赞

#### CAS的ABA问题及其解决方案 ####

*  ABA问题的定义
 *  解决方案
 *  举例说明
 *  对于ABA的认识
 *  JUC包中的现成类解决CAS的ABA问题

## ABA问题的定义 ##

CAS锁的ABA问题是指在使用CAS锁时，由于CAS算法实现一个重要前提是需要取出内存中某时刻的数据，而在下一时刻比较并替换，那么在这个时间差内会导致数据的变化。

当有多个线程对某一个原子类进行操作的时候，某个线程将原值A改成了B，又改回了A，此时另一个线程也对该值进行操作，发现它的值仍然是A，就会认为它没有被修改过，从而执行CAS操作。这是就是ABA问题。

## 解决方案 ##

使用版本号或者时间戳等机制来标识数据的变化。

## 举例说明 ##

假设有两个线程T1和T2, 初始时都读取到了内存中的值为A。T1执行CAS操作成功，将A改为B，然后又将B改回A；此时T2也执行CAS操作成功，因为它读取到的值仍然是A。但实际上这个值已经被T1修改过了，因此T2的操作可能会出现问题。

## 对于ABA的认识 ##

ABA不一定是问题，因为一些只存在++，–这种操作，即便出现ABA问题，也不影响结果！

线程A：期望将value从A1 - B2  
线程B：期望将value从B2 - A3  
线程C：期望将value从A1 - C4

按照原子性来说，无法保证线程安全。

解决方案很简单，Java端已经提供了。  
![在这里插入图片描述][9a3645a4eedb410688cd1e544a1603e3.png]  
在修改value的同时，指定好版本号。

## JUC包中的现成类解决CAS的ABA问题 ##

JUC下提供的`AtomicStampedReference`类和`AtomicMarkableReference`类可以解决ABA问题。

`AtomicStampedReference`类使用一个标记（stamp）来记录对象的版本号，当对象发生变化时，版本号会自动增加。通过比较对象引用和版本号来判断对象是否发生过变化，从而避免了ABA问题。

`AtomicMarkableReference`类类似于`AtomicStampedReference`, 但它使用一个布尔标记（mark）来表示对象的状态是否发生过改变，同样地，通过比较对象引用和标记来判断对象是否发生过变化，以避免ABA问题。

**参考资料**：[【Java】什么是CAS的ABA问题？如何解决？][Java_CAS_ABA]

[9a3645a4eedb410688cd1e544a1603e3.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/16/14c4ace093fa4940b9dcd7683414e7c1.png
[Java_CAS_ABA]: https://www.bilibili.com/video/BV1Gv4y1E7NT/?spm_id_from=333.337.search-card.all.click&vd_source=a1af903e57688df870625021f7f3a7eb