10.22 解決CAS機制中ABA問題的AtomicStampedReference詳解

AtomicStampedReference是一個帶有時間戳的對象引用，能很好的解決CAS機制中的ABA問題，這篇文章將通過案例對其介紹分析。

一、ABA問題

ABA問題是CAS機制中出現的一個問題，他的描述是這樣的。我們直接畫一張圖來演示，

什麼意思呢？就是說一個線程把數據A變為了B，然後又重新變成了A。此時另外一個線程讀取的時候，發現A沒有變化，就誤以為是原來的那個A。這就是有名的ABA問題。ABA問題會帶來什麼後果呢？我們舉個例子。

如何去解決這個ABA問題呢，就是使用今天所說的AtomicStampedReference。

二、AtomicStampedReference

1、問題解決

我們先給出一個ABA的例子，對ABA問題進行場景重現。

在上面的代碼中，我們使用張三線程，對index10->11->10的變化，然後李四線程讀取index觀察是否有變化，並設置新值。運行一下看看結果：

這個案例重現了ABA的問題場景，下面我們看如何使用AtomicStampedReference解決這個問題的。

上面的代碼我們再來分析一下，我們會發現AtomicStampedReference裡面增加了一個時間戳，也就是說每一次修改只需要設置不同的版本好即可。我們先運行一邊看看：

這裡使用的是AtomicStampedReference的compareAndSet函數，這裡面有四個參數：

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

（1）第一個參數expectedReference：表示預期值。

（2）第二個參數newReference：表示要更新的值。

（3）第三個參數expectedStamp：表示預期的時間戳。

（4）第四個參數newStamp：表示要更新的時間戳。

這個compareAndSet方法到底是如何實現的，我們深入到源碼中看看。

2、源碼分析

剛剛這四個參數的意思已經說了，我們主要關注的就是實現，首先我們看到的就是這個Pair，因此想要弄清楚，我們再看看這個Pair是什麼，

在這裡我們會發現Pair裡面只是包存了值reference和時間戳stamp。

在compareAndSet方法中最後還調用了casPair方法，從名字就可以看到，主要是使用CAS機制更新新的值reference和時間戳stamp。我們可以進入這個方法中看看。

​三、總結

其實除了AtomicStampedReference類，還有一個原子類也可以解決，就是AtomicMarkableReference，它不是維護一個版本號，而是維護一個boolean類型的標記，用法沒有AtomicStampedReference靈活。因此也只是在特定的場景下使用。