CAS机制之ABA问题

CAS机制之ABA问题这篇博客主要讲解两个问题 1 Java 当中 CAS 底层实现 2 CAS 的 ABA 问题和解决办法 Java 当中 CAS 底层实现首先我们来看 JDK1 7 的 AtomicIntege 类的 incrementAnd 源码 privatevolat publicfinali returnvalue publicfinali

Java当中CAS底层实现

首先我们来看JDK1.7的AtomicInteger类的incrementAndGet源码:

private volatile int value; public final int get() { return value; } public final int incrementAndGet() { for (;;) { int current = get(); int next = current + 1; if (compareAndSet(current, next)) return next; } } 

接下来看看compareAndSet方法时如何保证原子性的:

private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe(); private static final long valueOffset; static { try { valueOffset = unsafe.objectFieldOffset(AtomicInteger.class.getDeclaredField("value")); } catch (Exception ex) { throw new Error(ex); } } public final boolean compareAndSet(int expect, int update) { return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update); } 

compareAndSet方法的实现很简单,只有一行代码,这里涉及到两个重要对象,一个是unsafe,一个是vauleOffset。
1,什么是unsafe呢?Java语言不像C,C++那样可以直接访问底层操作系统,但是JVM为我们提供了一个后门,这个后门就是unsafe。unsafe为我们提供了硬件级别的原子操作。

2,至于valueOffset对象,是通过unsafe.objectFiledOffset方法得到,所代表的是AtomicInteger对象value成员变量在内存中的偏移量。我们简单的把valueOffset理解为value变量的内存地址。

3,上一期我们提到了CAS机制使用的3个基本操作数:内存地址V,旧的预期值A,要修改的新值B。而unsafe的compareAndSwapInt方法参数包括了这三个基本元素:valueOffset代表V,expect代表A,update代表B。正式unsafe的compareAndSwapInt方法保证了Compare和Swap操作之间的原子性操作。

ABA问题

举个提款机的例子:小明有200元存款,想用提款机取100元

如何解决ABA问题呢?解决办法就是加入版本号。

我们在Compare阶段不仅要比较期望值A和地址V中的值,我们还要比较变量的版本号是否一致
举个例子:
假设地址V中存储着变量值A,当前版本号是01,线程1获取当前值A和版本号01,想要更新为B,但是被阻塞了。
在这里插入图片描述
这个时候,内存地址V中的变量发生了多次改变,版本号提升为03,但是变量值仍然是A。
在这里插入图片描述
线程1恢复运行后进行compare,泛型当前值为A,但是版本号为03与01不相等,所以这次更新失败。
在这里插入图片描述














总结:

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