java並發cas之aba問題（java cas aba問題）

本文目錄一覽：

• 1、北大青鳥java培訓：Java並發編程常用的類和集合？
• 2、java 多線程 什麼是aba問題
• 3、CAS原理以及CAS帶來的三大問題

北大青鳥java培訓：Java並發編程常用的類和集合？

AtomicInteger可以用原子方式更新int值。

類AtomicBoolean、AtomicInteger、AtomicLong和AtomicReference的實例各自提供對相應類型單個變數的訪問和更新。

java課程培訓機構認為基本的原理都是使用CAS操作：booleancompareAndSet(expectedValue,updateValue);如果此方法（在不同的類間參數類型也不同）當前保持expectedValue，則以原子方式將變數設置為updateValue，並在成功時報告true。

循環CAS，參考AtomicInteger中的實現：publicfinalintgetAndIncrement(){    for(;;){      intcurrent=get();      intnext=current+1;      if(compareAndSet(current,next))        returncurrent;    }  }  publicfinalbooleancompareAndSet(intexpect,intupdate){    returnunsafe.compareAndSwapInt(this,valueOffset,expect,update);  }ABA問題因為CAS需要在操作值的時候檢查下值有沒有發生變化，如果沒有發生變化則更新，但是如果一個值原來是A，變成了B，又變成了A，那麼使用CAS進行檢查時會發現它的值沒有發生變化，但是實際上卻變化了。

ABA問題的解決思路就是使用版本號。

在變數前面追加上版本號，每次變數更新的時候把版本號加一，那麼A－B－A就會變成1A-2B－3A。

從Java1.5開始JDK的atomic包里提供了一個類AtomicStampedReference來解決ABA問題。

這個類的compareAndSet方法作用是首先檢查當前引用是否等於預期引用，並且當前標誌是否等於預期標誌，如果全部相等，則以原子方式將該引用和該標誌的值設置為給定的更新值。

ArrayBlockingQueue一個由數組支持的有界阻塞隊列。

此隊列按FIFO（先進先出）原則對元素進行排序。

隊列的頭部是在隊列中存在時間最長的元素。

隊列的尾部是在隊列中存在時間最短的元素。

新元素插入到隊列的尾部，隊列獲取操作則是從隊列頭部開始獲得元素。

這是一個典型的「有界緩存區」，固定大小的數組在其中保持生產者插入的元素和使用者提取的元素。

一旦創建了這樣的緩存區，就不能再增加其容量。

試圖向已滿隊列中放入元素會導致操作受阻塞；試圖從空隊列中提取元素將導致類似阻塞。

此類支持對等待的生產者線程和使用者線程進行排序的可選公平策略。

默認情況下，不保證是這種排序。

然而，通過將公平性(fairness)設置為true而構造的隊列允許按照FIFO順序訪問線程。

公平性通常會降低吞吐量，但也減少了可變性和避免了「不平衡性」。

LinkedBlockingQueue一個基於已鏈接節點的、範圍任意的blockingqueue。

此隊列按FIFO（先進先出）排序元素。

隊列的頭部是在隊列中時間最長的元素。

隊列的尾部是在隊列中時間最短的元素。

新元素插入到隊列的尾部，並且隊列獲取操作會獲得位於隊列頭部的元素。

鏈接隊列的吞吐量通常要高於基於數組的隊列，但是在大多數並發應用程序中，其可預知的性能要低。

可選的容量範圍構造方法參數作為防止隊列過度擴展的一種方法。

如果未指定容量，則它等於Integer.MAX_VALUE。

除非插入節點會使隊列超出容量，否則每次插入後會動態地創建鏈接節點。

如果構造一個LinkedBlockingQueue對象，而沒有指定其容量大小，LinkedBlockingQueue會默認一個類似無限大小的容量（Integer.MAX_VALUE），這樣的話，如果生產者的速度一旦大於消費者的速度，也許還沒有等到隊列滿阻塞產生，系統內存就有可能已被消耗殆盡了。

java 多線程 什麼是aba問題

假設, 第一次讀取V地址的A值, 然後通過CAS來判斷V地址的值是否仍舊為A, 如果是, 就將B的值寫入V地址,覆蓋A值.

CAS原理以及CAS帶來的三大問題

參考：

CAS ：Compare and Swap，即比較再交換。

CAS演算法理解 ：CAS是一種無鎖演算法，CAS有3個操作數，內存值E，舊的預期值V，要修改的新值N。當且僅當預期值V和內存值E相同時，將內存值E修改為N，否則什麼都不做。

CAS演算法圖解 ：

上圖描述了CAS的原理，以及帶來的三大問題以及問題出現的位置。

1.ABA問題

因為CAS需要在操作值的時候，檢查值有沒有發生變化，如果沒有發生變化則更新，但是如果一個值原來是A，變成了B，又變成了A，那麼CAS進行檢查的時候發現它的值沒有發生變化，但是實際上卻變化了。ABA問題的解決思路就是使用版本號。在變數前面加上版本號，每次變數更新的時候把版本號加1，那麼A-B-A就會變成1A-2B-3A。從Java 1.5開始，JDK的Atomic包里提供了一個類AtomicStampedReference來解決ABA問題。這個類的compareAndSet方法的作用是首先檢查當前引用是否等於預期引用，並且檢查當前的標誌是否等於預期標誌，如果全部相等，則以原子方式將該應用和該標誌的值設置為給定的更新值。

2.循環時間長開銷大

自旋CAS如果長時間不成功，會給CPU帶來非常大的執行開銷，如果JVM能支持處理器提供的pause指令，那麼效率會有一定的提升。pause指令有兩個作用：第一，它可以延遲流水線執行指令（de-pipeline），使CPU不會消耗過多的執行資源，延遲的時間取決於具體實現的版本，在一些處理器上延遲時間是零；第二，它可以避免在循環的時候因內存順序衝突（Memory Order Violation）而引起CPU流水線被清空，從而提高CPU的實行效率。

3.只能保證一個共享變數的原子操作

當對一個共享變數執行操作時，我們可以使用循環CAS的方式來保證原子操作，但是對多個共享變數操作時，循環CAS就無法保證操作的原子性，這個時候可以用鎖。還有一個取巧的辦法，就是把多個共享變數合併成一個共享變數來操作。比如，有兩個共享變數i=2,j=a,合併一下ji=2a,然後用CAS來操作ij。從Java 1.5開始，JDK提供了AtomicReference類來保證引用對象之前的原子性，就可以把多個變數放在一個對象里來進行CAS操作。