Java中如何解决ABA问题

这篇文章主要为大家展示了“Java中如何解决ABA问题”，内容简而易懂，条理清晰，希望能够帮助大家解决疑惑，下面让小编带领大家一起研究并学习一下“Java中如何解决ABA问题”这篇文章吧。

代码如下：

public class Node {	public final String item;	public Node next;	public Node(String item){	this.item = item;	} }

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：

public class Node {	public final String item;	public Node next;	public Node(String item){	this.item = item;	} }

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：

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

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）

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：

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：

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)); }

以上是“Java中如何解决ABA问题”这篇文章的所有内容，感谢各位的阅读！相信大家都有了一定的了解，希望分享的内容对大家有所帮助，如果还想学习更多知识，欢迎关注亿速云行业资讯频道！