Java多线程_CAS算法和ABA问题
CAS算法概述
CAS是英文单词CompareAndSwap的缩写，中文意思是：比较并替换。CAS需要有3个操作数：内存地址V，旧的预期值A，即将要更新的目标值B。
CAS指令执行时，当且仅当内存地址V的值与预期值A相等时，将内存地址V的值修改为B，否则就什么都不做。整个比较并替换的操作是一个原子操作。
注：t1，t2线程是同时更新同一变量56的值
因为t1和t2线程都同时去访问同一变量56，所以他们会把住内存的值完全拷贝一份到自己的工作内存空间，所以t1和t2线程值都为56
假设t1和t2在线程竞争中线程t1能去更新变量值改为57，而其他线程都失败。（失败的线程并不会被挂起，而是被告知这次竞争中失败，并可以再次发起尝试）。T1线程去更新变量值改为57，然后写到内存中。此时对于t2来说，内存值改为57，与预期值56不一致，就操作失败了（想改的值不再是原来的值）。
CAS算法的开销主要来自Cache Miss，一旦导致CAS一直更新失败的话，它的性能是有可能坏于加锁的方式的。
ABA问题概述
上面我我们说了CAS算法，CAS实现的过程是先取出内存中某时刻的数据，在下一时刻比较并替换，那么在这个时间差会导致数据的变化，此时就会导致出现“ABA”问题。关于“ABA”问题，我们假设如下事件序列：
线程 1 从内存位置V中取出A。
线程 2 从位置V中取出A。
线程 2 进行了一些操作，将B写入位置V。
线程 2 将A再次写入位置V。
线程 1 进行CAS操作，发现位置V中仍然是A，操作成功。
尽管线程 1 的CAS操作成功，但不代表这个过程没有问题——对于线程 1 ，线程 2 的修改已经丢失。
我们形象地画一个图来打个比方：
解决方法
我们在AtomicReference的使用中就遇到了这样的ABA问题，name怎么解决的呢？我们使用AtomicStampedReference就能很好的解决这个问题了，首先，我们先看一下这一段代码（实现自动充值，当少于20元时，充值20元，再进行消费，每次消费10元）：
import java.util.concurrent.atomic.AtomicStampedReference;
public class AtomicReferenceDemo {
static AtomicStampedReference<Integer> money = new AtomicStampedReference<Integer>(19, 1);
static Object obj = new Object();
public static void main(String[] args) {
Add add = new Add();
Thread thread1 = new Thread(add);
thread1.start();
Reduce reduce = new Reduce();
Thread thread2 = new Thread(reduce);
thread2.start();
}
static class Add implements Runnable {
@Override
public void run() {while (true) {
Integer m = money.getReference();
synchronized (obj) { // 1处
if (m < 20) {
if (money.compareAndSet(m, m + 20, money.getStamp(), money.getStamp() + 1)) { //2处
System.out.println("充值成功，余额:" + money.getReference() + "元");
break;
}
} else {
break;
}
}
}
}
}
static class Reduce implements Runnable {
@Override
public void run() {
while (true) {
while (true) {
Integer m = money.getReference();
synchronized (obj) { //3处
if (m > 10) {
if (money.compareAndSet(m, m - 10, money.getStamp(), money.getStamp() + 1)) { //4处
System.out.println("成功消费10元，余额:" + money.getReference() + "元");
break;
}
} else {
break;
}
}
}
try {
Thread.sleep(1500);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}
我们在1处2处加上锁之后就OK了！这是结果：
这样问题就很好的解决了，不过特别注意的是在1处和3处需要加锁，因为2处和4处的if条件是一个原子操作，大家都知道，java是抢占式的，线程可能在这个原子操作执行结束后被另一个线程所抢占，这样就是导致打印的时候的值不准确。
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