如何解决AtomicInteger的ABA的问题

迷南。 2022-05-18 00:57 216阅读 0赞

AtomicInteger 与 ABA 问题。

java.util.concurrent.atomic 包下 AtomicBoolean、 AtomicInteger 、AtomicLong 等以 Atomic\* 开头的类原理是一致的，都采用基于 CAS 的乐观锁实现。

CAS 对于一个要更新的变量 V，我们提供一个它的旧值 A 和新值 B，如果变量 V 的值等于旧值 A，那么更新成功，否则更新失败，这个过程是原子性的。其中，这个过程存在 ABA 问题，即如果另一个线程修改 V 值假设原来是 A，先修改成 B，再修改回成 A。当前线程的 CAS 操作无法分辨当前 V 值是否发生过变化。举个例子，线程 1 查询 V 的值为 A 与旧值 A 比较，值相等。线程 2 查询 V 的值为 A 与旧值 A 比较，值相等，更新值为 B。线程 1 更新值为 A。这样， V 的值又被更新成 A 了。

public class AtomicIntegerDemo \{

private static AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(100);

public static void main(String\[\] args) throws InterruptedException \{

Thread thread1 = new Thread(new Runnable() \{

@Override

public void run() \{

try \{

TimeUnit.SECONDS.sleep(1);

\} catch (InterruptedException e) \{

e.printStackTrace();

atomicInteger.compareAndSet(100, 110);

atomicInteger.compareAndSet(110, 100);

\} \});

Thread thread2 = new Thread(new Runnable() \{

@Override

public void run() \{

try \{

TimeUnit.SECONDS.sleep(1);

\} catch (InterruptedException e) \{

e.printStackTrace();

System.out.println("AtomicInteger compareAndSet : " + atomicInteger.compareAndSet(100, 120)); System.out.println("AtomicInteger value : " + atomicInteger.get()); \} \}); thread1.start(); thread2.start(); thread1.join(); thread2.join();

ABA 问题的解决思路就是使用版本号。从 [Java][] 1.5 开始，JDK 的 atomic 包里提供了一个类 AtomicStampedReference 来解决 ABA 问题。

public class AtomicStampedReferenceDemo \{

private static AtomicStampedReference atomicStampedReference = new AtomicStampedReference(100, 1);

public static void main(String\[\] args) throws InterruptedException \{

Thread thread1 = new Thread(new Runnable() \{

@Override public void run() \{

int stamp = atomicStampedReference.getStamp();

try \{

TimeUnit.SECONDS.sleep(1);

\} catch (InterruptedException e) \{

e.printStackTrace();

atomicStampedReference.compareAndSet(100, 110, stamp, stamp + 1);

atomicStampedReference.compareAndSet(110, 100, stamp, stamp + 1);

\});

Thread thread2 = new Thread(new Runnable()

@Override

public void run() \{

int stamp = atomicStampedReference.getStamp();

try \{

TimeUnit.SECONDS.sleep(1);

\} catch (InterruptedException e) \{

e.printStackTrace();

System.out.println("AtomicStampedReference compareAndSet : " + atomicStampedReference.compareAndSet(100, 120, stamp, stamp + 1));

\} \});

thread1.start();

thread2.start();

thread1.join();

thread2.join();

\} \}

这里，阅读下 AtomicStampedReference 类的源码。其中，compareAndSet(V expectedReference, V newReference, int expectedStamp, int newStamp) 方法有四个参数，分别表示：预期引用，更新后的引用，预期标志，更新后的标志。它的作用是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和该标志的值设置为给定的更新值。

public boolean compareAndSet(V expectedReference, V newReference, int expectedStamp, int newStamp) \{

Pair<V> current = pair;

return expectedReference == current.reference && expectedStamp == current.stamp && ((newReference == current.reference && newStamp == current.stamp) || casPair(current, Pair.of(newReference, newStamp))); \}

[Java]: http://www.codercto.com/category/java.html