Java CAS ABA問題發生的場景分析

　　提到了CAS操做存在問題，就是在CAS以前A變成B又變回A，CAS仍是可以設置成功的，什麼場景下會出現這個問題呢？查了一些資料，發如今下面的兩種狀況下會出現ABA問題。

　　1.A最開始的內存地址是X，而後失效了，有分配了B，剛好內存地址是X，這時候經過CAS操做，卻設置成功了

　　這種狀況在帶有GC的語言中，這種狀況是不可能發生的，爲何呢？拿JAVA舉例，在執行CAS操做時，A，B對象確定生命週期內，GC不可能將其釋放，那麼A指向的內存是不會被釋放的，B也就不可能分配到與A相同的內存地址，CAS失敗。若在無GC的，A對象已經被釋放了，那麼B被分配了A的內存，CAS成功。

　　2.線程1準備用CAS將變量的值由A替換爲B，在此以前，線程2將變量的值由A替換爲C，又由C替換爲A，而後線程1執行CAS時發現變量的值仍然爲A，因此CAS成功。但實際上這時的現場已經和最初不一樣了，儘管CAS成功，但可能存在潛藏的問題。好比：

　　現有一個用單向鏈表實現的堆棧，棧頂爲A，這時線程T1已經知道A.next爲B，而後但願用CAS將棧頂替換爲B：head.compareAndSet(A,B);在T1執行上面這條指令以前，線程T2介入，將A、B出棧，再pushD、C、A。而對象B此時處於遊離狀態：此時輪到線程T1執行CAS操做，檢測發現棧頂仍爲A，因此CAS成功，棧頂變爲B，但實際上B.next爲null，其中堆棧中只有B一個元素，C和D組成的鏈表再也不存在於堆棧中，無緣無故就把C、D丟掉了。

　　以上就是因爲ABA問題帶來的隱患，各類樂觀鎖的實現中一般都會用版本戳version來對記錄或對象標記，避免併發操做帶來的問題，在Java中，AtomicStampedReference<E>也實現了這個做用，它經過包裝[E,Integer]的元組來對對象標記版本戳stamp，從而避免ABA問題，例以下面的代碼分別用AtomicInteger和AtomicStampedReference來對初始值爲100的原子整型變量進行更新，AtomicInteger會成功執行CAS操做，而加上版本戳的AtomicStampedReference對於ABA問題會執行CAS失敗

package concur.lock;

import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicStampedReference;

public class ABA {
    
    private static AtomicInteger atomicInt = new AtomicInteger(100);
    private static AtomicStampedReference<Integer> atomicStampedRef = 
            new AtomicStampedReference<Integer>(100, 0);
    
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread intT1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                atomicInt.compareAndSet(100, 101);
                atomicInt.compareAndSet(101, 100);
            }
        });
        
        Thread intT2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                boolean c3 = atomicInt.compareAndSet(100, 101);
                System.out.println(c3);        //true
            }
        });
        
        intT1.start();
        intT2.start();
        intT1.join();
        intT2.join();
        
        Thread refT1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                atomicStampedRef.compareAndSet(100, 101, 
                        atomicStampedRef.getStamp(), atomicStampedRef.getStamp()+1);
                atomicStampedRef.compareAndSet(101, 100, 
                        atomicStampedRef.getStamp(), atomicStampedRef.getStamp()+1);
            }
        });
        
        Thread refT2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                int stamp = atomicStampedRef.getStamp();
                System.out.println("before sleep : stamp = " + stamp);    // stamp = 0
                try {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("after sleep : stamp = " + atomicStampedRef.getStamp());//stamp = 1
                boolean c3 = atomicStampedRef.compareAndSet(100, 101, stamp, stamp+1);
                System.out.println(c3);        //false
            }
        });
        
        refT1.start();
        refT2.start();
    }

}