基于CAS分析对ABA问题的一点思考

什么是CAS?

背景

synchronized加锁消耗太大

volatile只保证可见性,不保证原子性

基础

用CPU提供的特殊指令,可以:

  1. 自动更新共享数据;
  2. 能检测到是否有其他线程的干扰;

CAS(Compare and Swap)

不加锁而是尝试去完成替换(写)操作,如果失败就重试,直到成功;

分析

// AtomicInteger
public class AtomicInteger extends Number implements java.io.Serializable {
private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe(); // 直接操作内存的底层类
private static final long valueOffset; // value属性的内存位置
static {
try {
valueOffset = unsafe.objectFieldOffset
(AtomicInteger.class.getDeclaredField("value"));
} catch (Exception ex) { throw new Error(ex); }
} private volatile int value; // 用volatile保证可见性 public final int addAndGet(int delta) { // 更新操作入口
return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, delta) + delta;
} ... } // Unsafe
public final class Unsafe {
// 添加操作
public final int getAndAddInt(Object obj, long valueOffset, int delta) {
int value;
do {
value = this.getIntVolatile(obj, valueOffset); // 取出最新值
// 一直尝试替换操作,直到成功替换
} while(!this.compareAndSwapInt(obj, valueOffset, value, value + delta));
return value;
} // 本地的比较方法
public final native boolean compareAndSwapInt(Object obj, long valueOffset, int expect, int update); }

总结

比之于悲观的加锁阻塞,乐观的CAS算法是非阻塞的. J.U.C(java.util.concurrent)是建立在CAS之上的,所以在性能上有很大的优势;

什么是ABA问题

维基百科对ABA的说明很形象,大意是:

你提着很多现金的包去机场,这时来了个辣妹挑逗你,并趁你不注意时用一个一模一样的空包换了你的现金包,然后她就走了,此时你发现你的包还在,于是就是拿着包去赶飞机了.

注意几个关键字眼: 现金包, 辣妹, 空包, 一模一样, 发现包还在;

翻译成代码

有链表: A->B->NULL;

此时线程1想移除A把表头替换成B: list.compareAndSet(A,B);

但是还没执行,线程2抢占了时间片,它把B移除了并添加了节点C。

链表: A->C->null, 此时B游离: B->null;

这时又轮到线程1执行了,检查发现list表头还是A,所以进行替换操作。这样做就导致了C节点数据丢失。

分析

这里不论是皮包还是节点,都有一个特点: 非基本数据类型, 即壳的内部还有数据;

辣妹就是抢占了时间片的线程, "一模一样"和"发现包还在"都是只检查了壳而并没有检查内部数据,所以导致ABA问题,丢了C节点;

// Node
public static class Node {
char value;
Node next; public Node(char value) {
this.value = value;
} @Override
public boolean equals(Object obj) {
System.out.println("equals"); // compareAndSet是native的并没有走equals
return super.equals(obj);
}
} // test
public static void main(String... arg) throws InterruptedException {
Node a = new Node('A');
Node b = new Node('B');
Node c = new Node('C'); a.next = b;
AtomicReference<Node> stack = new AtomicReference<>(a); a.next = c; // 改变了内部数据,但是比较时任然认为A还是原来的A
boolean x = stack.compareAndSet(a, b); System.out.println(x); // x == true
}

个人感觉解决了equals的问题上层就可控制ABA问题了。

这就和比较两个文件一样: 可以根据内容逐行扫描(equals),也可以摘要比较(如文件MD5);

而这里只要一个比较结果,采用标记或摘要的方式明显效率上有优势;

想必AtomicMarkableReferenceAtomicStampedReference应该就是出于这样的一种想法设计吧;

基于CAS分析对ABA问题的一点思考的更多相关文章

  1. AtomicInteger源码分析——基于CAS的乐观锁实现

    AtomicInteger源码分析——基于CAS的乐观锁实现 1. 悲观锁与乐观锁 我们都知道,cpu是时分复用的,也就是把cpu的时间片,分配给不同的thread/process轮流执行,时间片与时 ...

  2. 并发-AtomicInteger源码分析—基于CAS的乐观锁实现

    AtomicInteger源码分析—基于CAS的乐观锁实现 参考: http://www.importnew.com/22078.html https://www.cnblogs.com/mantu/ ...

  3. AtomicInteger源码分析——基于CAS的乐观锁实

    1. 悲观锁与乐观锁 我们都知道,cpu是时分复用的,也就是把cpu的时间片,分配给不同的thread/process轮流执行,时间片与时间片之间,需要进行cpu切换,也就是会发生进程的切换.切换涉及 ...

  4. 集成基于CAS协议的单点登陆

    相信大家对单点登陆(SSO,Single Sign On)这个名词并不感到陌生吧?简单地说,单点登陆允许多个应用使用同一个登陆服务.一旦一个用户登陆了一个支持单点登陆的应用,那么在进入其它使用同一单点 ...

  5. (转)乐观的并发策略——基于CAS的自旋

    悲观者与乐观者的做事方式完全不一样,悲观者的人生观是一件事情我必须要百分之百完全控制才会去做,否则就认为这件事情一定会出问题:而乐观者的人生观则相反,凡事不管最终结果如何,他都会先尝试去做,大不了最后 ...

  6. 乐观的并发策略——基于CAS的自旋

    悲观者与乐观者的做事方式完全不一样,悲观者的人生观是一件事情我必须要百分之百完全控制才会去做,否则就认为这件事情一定会出问题:而乐观者的人生观则相反,凡事不管最终结果如何,他都会先尝试去做,大不了最后 ...

  7. java并发:CAS算法和ABA问题

    CAS算法是硬件对于并发的支持,针对多处理器操作而设计的处理器中的一种特殊指令. CAS用于管理对共享数据的并发访问. java的并发包中,AQS.原子操作类等都是基于CAS实现的. CAS 是一种 ...

  8. Java并发包源码学习系列:基于CAS非阻塞并发队列ConcurrentLinkedQueue源码解析

    目录 非阻塞并发队列ConcurrentLinkedQueue概述 结构组成 基本不变式 head的不变式与可变式 tail的不变式与可变式 offer操作 源码解析 图解offer操作 JDK1.6 ...

  9. CAS如何解决ABA问题

    点赞再看,养成习惯,微信搜索「小大白日志」关注这个搬砖人. 文章不定期同步公众号,还有各种一线大厂面试原题.我的学习系列笔记. CAS如何解决ABA问题 什么是ABA:在CAS过程中,线程1.线程2分 ...

随机推荐

  1. 个人永久性免费-Excel催化剂功能第43波-文本处理类函数增强

    Excel的函数有400多个,真正常用的50多个,而常有的文本处理类函数也不多,不是因为文本类处理简单,而是Excel真的有点挤牙膏式的每个版本更新那么几个小函数,普通用户等得急切,但实际上这些小函数 ...

  2. struct模块(用于对象的压缩)

    6.27自我总结 struct模块 1.struct模块中的函数 函数 return explain pack(fmt,v1,v2-) string 按照给定的格式(fmt),把数据转换成字符串(字节 ...

  3. [PTA] 1002. 写出这个数 (Basic)

    import java.util.*; public class Main { public static void main(String[] args) { Scanner sc = new Sc ...

  4. python课堂整理8---字符串格式化

    一.字符串格式化(% 和 format) 1. % s  主要接收字符串类型,也可以接收任意类型 tp1 = "i am %s my hobby is alex" % 'lhf' ...

  5. cookbook_元编程

    1给函数添加一个包装 问题:给函数加一个外包装层,已添加额外的处理,例如,记录日志,计时统计等 解决方案:可以定义一个装饰器来包装函数 2编写装饰器时如何保存函数的元数据 问题:当一个函数被装饰器装饰 ...

  6. K8S 部署 Web UI

    在早期的版本中 Kubernetes可以在 Dashboard 中看到 heapster 提供的一些图表信息, 在后续的版本中会陆续移除掉 heapster,现在更加流行的监控工具是 promethe ...

  7. Spring Boot中自定义注解+AOP实现主备库切换

    摘要: 本篇文章的场景是做调度中心和监控中心时的需求,后端使用TDDL实现分表分库,需求:实现关键业务的查询监控,当用Mybatis查询数据时需要从主库切换到备库或者直接连到备库上查询,从而减小主库的 ...

  8. oracle的本地远程连接和配置

    Oracle数据库的远程连接可以通过多种方式来实现,本文我们主要介绍四种远程连接的方法和注意事项,并通过示例来说明,接下来我们就开始介绍. 第一种情况: 若oracle服务器装在本机上,那就不多说了, ...

  9. PYNQ上手笔记 | ① 启动Pynq

    现在人工智能非常火爆,一般的教程都是为博硕生准备的,太难看懂了,分享一个非常适合小白入门的教程,不仅通俗易懂而且还很风趣幽默,点☞这里​​​​​​​☜进入传送门~ = = = = 我是华丽的分割线 = ...

  10. abp(net core)+easyui+efcore实现仓储管理系统目录

    abp(net core)+easyui+efcore实现仓储管理系统目录 abp(net core)+easyui+efcore实现仓储管理系统——ABP总体介绍(一) abp(net core)+ ...