CAS中的ABA问题

一、什么是CAS?

  CAS（compare and set）操作是多线程环境处理并发的原子操作，更新一个值前先比较，如果与预期值一样则更新，否则失败。CAS底层是通过汇编层面的原语调用cpu指令实现的，同时结合了内存屏障，具体依赖CPU的指令，如cmpxchg指令（X86架构）

二、什么是ABA问题？

  现有线程t1和线程t2，共享变量str="A"

    ① 首先读取str，那么t1中缓存值为A，t2中缓存值也为A，

    ② 紧接着t2修改str为B（str="B"），然后又修改str为A（现在str="A"）

  由于t1中缓存值为A，内存中str也为"A"，t1线程就会误以为str没有被修改过。

 ABA问题最核心在于t1错误的认为str没有被修改过。

 补充：线程对共享变量的缓存在处理当前线程的CPU中（L1、L2、L3缓存，速度远比内存快）

三、ABA问题的影响

  小明有10000元，取5000，有两个线程处理

    ① 线程t1、t2读取小明的10000元

    ② 线程t1由于某种原因阻塞，线程t2比较发现预期值（10000块）与实际值（10000块）相等，那么扣减5000块，现在小明还剩5000块

    ③ 按道理说t2执行完，t1的预期值（10000）与实际值（5000）不相等，应该结束才对。

    ④ 但是此时有人给小明转账5000元，那么小明的钱又变成了10000，

    ⑤ 突然线程t1恢复了，开始执行CAS操作，发现实际值与预期值一样，然后便将10000修改为5000

  结果：小明白白损失5000块！！

四、如何解决ABA问题？

    可以给数据加上时间戳或版本号，记录修改时间或版本号+1，让每次操作都留下痕迹。

    在java中可以使用AtomicStampedReference类，它结合了值和版本号，每次修改时都会比较值和版本号是否相同，如果相同，则同时修改值和版本号