我们将了解在并发编程中的ABA问题。同时学习引起该问题的根因及问题解决办法。
2.Compare and swap为了理解根本原因，首先回顾一下Compare and swap的概念。Compare and Swap (CAS)在无锁算法中是一种常见的技术。能够保证并发修改共享数据时，一个线程将共享内存修改后，另一线程尝试对共享内存的修改会失败。
我们每次更新时，通过两种信息来实现：要更新的值及原始值。首先Compare and swap 会比较原始值和当前获取到的值。如果相等，那么将值更新为要设置的值。
3. ABA问题当执行campare and swap会出现失败的情况。例如，一个线程先读取共享内存数据值A，随后因某种原因，线程暂时挂起，同时另一个线程临时将共享内存数据值先改为B，随后又改回为A。随后挂起线程恢复，并通过CAS比较，最终比较结果将会无变化。这样会通过检查，这就是ABA问题。 在CAS比较前会读取原始数据，随后进行原子CAS操作。这个间隙之间由于并发操作，最终可能会带来问题。
3.1 ABA问题的实际场景：账户余额修改为了通过实例演示ABA问题。我们创建一个银行账户类，该类维护一个整型变量记录账户余额。该类有两个函数：一个用于存钱，一个用于取钱。这些操作使用CAS来修改账户余额。
3.2 账户余额修改时产生的问题我们来考虑两个线程操作同一个账户时的场景。当线程1取钱时，先读取余额，随后通过CAS操作进行比较。然后，可能由于某些原因，线程1可能发生阻塞。与此同时，线程2同样通过CAS机制，在线程1挂起时，在同一个账户上执行两个操作。首先，改变原始值，这个值已经被线程1在刚才读取。随后线程2又将这个值改为原始值。
一旦线程1恢复后，在线程1看来，没有发生任何变化。cas将会执行成功。
4.银行取款问题代码演示创建一个Account类，balance记录账户余额。transactionCount记录成功执行的事务数。currentThreadCASFailureCount来记录CAS操作失败的次数。
接着我们实现一个存款的方法deposit，与取款方法withdraw。为了演示ABA问题，同时实现一个maybeWait方法进行延迟等待。
最终的代码如下：
接着我们对上述代码进行测试。通过maybeWait方法，模拟出现ABA问题。
5.值类型与引用类型的场景上面的例子中使用了getBalance()方法获取了一个值类型数据。由于使用的是值类型，虽然出现ABA问题，但未对结果造成影响。如果我们操作的是引用类型，那么最终会保存不同的引用对象，会带来意外的结果。
对于引用类型，下面以链栈为例说明。
线程A希望将A结点出栈，此时读取栈顶元素A，准备执行CAS操作，此时由于某种原因阻塞。线程B开始执行，执行出栈A、B。随后将D、C、A结点压入栈中。线程A恢复执行。接着执行CAS，比较发现栈顶结点A没有被修改。随后将栈顶结点改为B。由于B线程在第二步时，已经将B结点移除，A线程修改后发生错误。栈的结构发生破坏。接着我们通过下面的代码进行演示：
6. 解决方法 hazard pointer：首先出现问题是因为，多个线程操作共享数据，并未感知到别的线程正在对共享数据进行操作。通过hazard pointer介绍[1]，其基本思想就是每个线程维护一个操作列表，在操作一个结点时将其记录。如果一个线程要做结点变更，先搜索线程操作列表，看是否有其它线程操作。如果有则此次操作执行失败。不变性：从上述栈的例子中可以看到，在对结点A进行比较时，由于A依然是多个线程共享并复用，因此CAS会成功。如果每次操作时，新创建对象而不是复用。这样CAS就会正常提示失败。但这样可能会创建大量对象。 7. Java中的解决方法Java中提供了两个类来解决这个问题。
AtomicStampedReferenceAtomicMarkableReference在原有类的基础上，除了比较与修改期待的值外，增加了一个时间戳。对时间戳也进行CAS操作。这也称为双重CAS。从上例中看到。每次修改一个结点，其时间戳都发生变化。这样即使共享一个复用结点，最终CAS也能返回正常的结果。
8. 总结本文介绍了CAS产生ABA问题的背景，通用解决办法及Java中的解决办法。对于值类型有时发生ABA问题可能并不会造成问题。但对于引用类型，就可能造成歧义，同时破坏数据结构。通过链栈的演示，我们可以有所了解ABA产生的问题。
以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持七叶笔记。
