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ABA问题

ABA问题遇到过吗,详细说一下

  1. 有两个线程同时去修改一个变量的值,比如线程1、线程2,都更新变量值,将变量值从A更新成B。
  2. 首先线程1获取到CPU的时间片,线程2由于某些原因发生阻塞进行等待,此时线程1进行比较更新(CompareAndSwap),成功将变量的值从A更新成B。
  3. 更新完毕之后,恰好又有线程3进来想要把变量的值从B更新成A,线程3进行比较更新,成功将变量的值从B更新成A。
  4. 线程2获取到CPU的时间片,然后进行比较更新,发现值是预期的A,然后有更新成了B。但是线程1并不知道,该值已经有了A->B->A这个过程,这也就是我们常说的ABA问题。

举个具体的例子:

小明在提款机,提取了50元,因为提款机问题,
有两个线程,同时把余额从100变为50

线程1(提款机):获取当前值100,期望更新为50,

线程2(提款机):获取当前值100,期望更新为50,

线程1成功执行,线程2某种原因block了,这时,某人给小明汇款50

线程3(默认):获取当前值50,期望更新为100,

这时候线程3成功执行,余额变为100,

线程2从Block中恢复,获取到的也是100,compare之后,继续更新余额为50!!!

此时可以看到,实际余额应该为100(100-50+50),但是实际上变为了50(100-50+50-50)

如何避免ABA问题:

可以通过加版本号或者加时间戳解决,或者保证单向递增或者递减就不会存在此类问题。

atomic包下的AtomicStampedReference类:其compareAndSet方法首先检查当前引用是否等于预期引用,并且当前标志是否等于预期标志,如果全部相等,则以原子方式将该引用的该标志的值设置为给定的更新值。

CAS导致的其他问题

1、只能保证一个共享变量的原子操作

当对一个共享变量执行操作时,我们可以使用循环CAS的方式来保证原子操作,但是对多个共享变量操作时,循环CAS就无法保证操作的原子性,这个时候就可以用锁,或者有一个取巧的办法,就是把多个共享变量合并成一个共享变量来操作。比如有两个共享变量i=2,j=a,合并一下ij=2a,然后用CAS来操作ij。从Java1.5开始JDK提供了AtomicReference类来保证引用对象之间的原子性,可以把多个变量放在一个对象里来进行CAS操作。

2、循环时间长开销大

自旋CAS如果长时间不成功,会给CPU带来非常大的执行开销。