本文主要研究的是关于Java中ABA问题及避免的相关内容，具体如下。
在《Java并发实战》一书的第15章中有一个用原子变量实现的并发栈，代码如下：
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public class Node { public final String item; public Node next; public Node(String item){ this.item = item; }} |
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public class ConcurrentStack { AtomicReference<Node> top = new AtomicReference<Node>(); public void push(String item){ Node newTop = new Node(item); Node oldTop; do{ oldTop = top.get(); newTop.next = oldTop; } while(!top.compareAndSet(oldTop, newTop)); } public String pop(){ Node newTop; Node oldTop; do{ oldTop = top.get(); if(oldTop == null){ return null; } newTop = oldTop.next; } while(!top.compareAndSet(oldTop, newTop)); return oldTop.item; }} |
这个例子并不会引发ABA问题，至于为什么不会，后面再讲解，下面先讲一下ABA问题
什么是ABA？
引用原书的话：如果在算法中的节点可以被循环使用，那么在使用“比较并交换”指令就可能出现这种问题，在CAS操作中将判断“V的值是否仍然为A？”，并且如果是的话就继续执行更新操作，在某些算法中，如果V的值首先由A变为B，再由B变为A，那么CAS将会操作成功
ABA的例子
有时候，ABA造成的后果很严重，下面将并发栈的例子修改一下，看看ABA会造成什么问题：
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public class Node { public final String item; public Node next; public Node(String item){ this.item = item; }} |
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public class ConcurrentStack { AtomicReference<Node> top = new AtomicReference<Node>(); public void push(Node node){ Node oldTop; do{ oldTop = top.get(); node.next = oldTop; } while(!top.compareAndSet(oldTop, node)); } public Node pop(int time){ Node newTop; Node oldTop; do{ oldTop = top.get(); if(oldTop == null){ return null; } newTop = oldTop.next; TimeUnit.SECONDS.sleep(time); } while(!top.compareAndSet(oldTop, newTop)); return oldTop; }} |
注意这里的变化，Node基本没有变化
重点关注ConcurrentStack的变化
1、push方法：原来是使用内容构造Node，现在直接传入Node，这样就符合了“在算法中的节点可以被循环使用”这个要求
2、pop方法的sleep，这是模拟线程的执行情况，以便观察结果
我们先往stack中压入两个Node：
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ConcurrentStack stack = new ConcurrentStack(); stack.push(new Node("A")); stack.push(new Node("B")); |
然后创建两个线程来执行出入栈的操作
线程A先执行出栈：让NodeA出栈
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stack.pop(3); |
因为某些原因，线程A执行出栈比较久，用了3s
线程B执行出栈之后再入栈：先然NodeA和NodeB出栈，然后让NodeD，NodeC，NodeA入栈（NodeA在栈顶）
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Node A = stack.pop(0); stack.pop(0); stack.push(new Node("D")); stack.push(new Node("C")); stack.push(A); |
注意：线程B实现了节点的循环利用，它先将栈里面的内容全部出栈，然后入栈，最后栈顶的内容是之前出栈的Node
线程B执行完这些动作之后，线程A才执行CAS，此时CAS是可以执行成功的
按照原来的想法，线程A和B执行之后，stack的内容应该是：C和D，C在栈顶，但这里的执行结果却是Stack中什么都没有，这就是ABA问题
如何避免ABA问题
Java中提供了AtomicStampedReference和AtomicMarkableReference来解决ABA问题
AtomicStampedReference可以原子更新两个值：引用和版本号，通过版本号来区别节点的循环使用，下面看AtomicStampedReference的例子：
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public class ConcurrentStack { AtomicStampedReference<Node> top = new AtomicStampedReference<Node>(null,0); public void push(Node node){ Node oldTop; int v; do{ v=top.getStamp(); oldTop = top.getReference(); node.next = oldTop; } while(!top.compareAndSet(oldTop, node,v,v+1)); // }while(!top.compareAndSet(oldTop, node,top.getStamp(),top.getStamp()+1)); } public Node pop(int time){ Node newTop; Node oldTop; int v; do{ v=top.getStamp(); oldTop = top.getReference(); if(oldTop == null){ return null; } newTop = oldTop.next; try { TimeUnit.SECONDS.sleep(time); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } while(!top.compareAndSet(oldTop, newTop,v,v+1)); // }while(!top.compareAndSet(oldTop, newTop,top.getStamp(),top.getStamp())); return oldTop; } public void get(){ Node node = top.getReference(); while(node!=null){ System.out.println(node.getItem()); node = node.getNode(); } }} |
注意：不能使用注释中的方式，否则就和单纯使用原子变量没有区别了
AtomicMarkableReference可以原子更新一个布尔类型的标记位和引用类型，看下面的例子：
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AtomicMarkableReference<Node> top = new AtomicMarkableReference<Node>(null,true);public void push(Node node){ Node oldTop; Boolean v; do{ v=top.isMarked(); oldTop = top.getReference(); node.next = oldTop; } while(!top.compareAndSet(oldTop, node,v,!v));} |
总结
以上就是本文关于浅谈Java中ABA问题及避免的全部内容，希望对大家有所帮助。感兴趣的朋友可以继续参阅本站其他相关专题，如有不足之处，欢迎留言指出。感谢朋友们对本站的支持！
原文链接：http://blog.csdn.net/li954644351/article/details/50511879
