用AtomicStampedReference解决ABA问题

在运用CAS做Lock-Free操作中有一个经典的ABA问题：

线程1准备用CAS将变量的值由A替换为B，在此之前，线程2将变量的值由A替换为C，又由C替换为A，然后线程1执行CAS时发现变量的值仍然为A，所以CAS成功。但实际上这时的现场已经和最初不同了，尽管CAS成功，但可能存在潜藏的问题，例如下面的例子：

现有一个用单向链表实现的堆栈，栈顶为A，这时线程T1已经知道A.next为B，然后希望用CAS将栈顶替换为B：

head.compareAndSet(A,B);

在T1执行上面这条指令之前，线程T2介入，将A、B出栈，再pushD、C、A，此时堆栈结构如下图，而对象B此时处于游离状态：

此时轮到线程T1执行CAS操作，检测发现栈顶仍为A，所以CAS成功，栈顶变为B，但实际上B.next为null，所以此时的情况变为：

其中堆栈中只有B一个元素，C和D组成的链表不再存在于堆栈中，平白无故就把C、D丢掉了。

以上就是由于ABA问题带来的隐患，各种乐观锁的实现中通常都会用版本戳version来对记录或对象标记，避免并发操作带来的问题，在Java中，AtomicStampedReference<E>也实现了这个作用，它通过包装[E,Integer]的元组来对对象标记版本戳stamp，从而避免ABA问题，例如下面的代码分别用AtomicInteger和AtomicStampedReference来对初始值为100的原子整型变量进行更新，AtomicInteger会成功执行CAS操作，而加上版本戳的AtomicStampedReference对于ABA问题会执行CAS失败：

?

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59

public class Test {     private static AtomicInteger atomicInt = new AtomicInteger(100);     private static AtomicStampedReference atomicStampedRef = new AtomicStampedReference(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) {               }               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) {               }               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();               try {                   TimeUnit.SECONDS.sleep(2);               } catch (InterruptedException e) {               }               boolean c3 = atomicStampedRef.compareAndSet(100, 101, stamp, stamp + 1);               System.out.println(c3); // false            }        });          refT1.start();        refT2.start();     } }

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