CAS算法与ABA问题

article/2025/8/30 2:47:07

锁是用来做并发最简单的方式，当然代价也是最高的。

独占锁是一种悲观锁，synchronized就是一种独占锁；它假设最坏的情况，并且只有在确保其它线程不会造成干扰的情况下执行，会导致其它所有需要锁的线程挂起直到持有锁的线程释放锁。

所谓乐观锁就是每次不加锁,假设没有冲突而去完成某项操作;如果发生冲突了那就去重试，直到成功为止。

CAS(Compare And Swap)是一种有名的无锁算法。CAS算法是乐观锁的一种实现。CAS有3个操作数，内存值V，旧的预期值A，要修改的新值B。当且仅当预期值A和内存值V相同时，将内存值V修改为B并返回true，否则返回false。

注:synchronized和ReentrantLock都是悲观锁。

注:什么时候使用悲观锁效率更高、什么使用使用乐观锁效率更高，要根据实际情况来判断选择。

提示:atomic中包下的类，采用的即为CAS乐观算法。

以AtomicInteger的public final int getAndSet(int newValue)方法，进行简单说明，
该方法是这样的:

其调用了Unsafe类的public final int getAndSetInt(Object var1, long var2, int var4)方法:

而该方法又do{…}while(…)循环调用了本地方法public final native boolean compareAndSwapInt(Object var1, long var2, int var4, int var5);

注:至于Windows/Linux下public final native boolean compareAndSwapInt(Object var1, long var2, int var4, int var5)本地
方法是如何实现的，推荐阅读https://blog.csdn.net/v123411739/article/details/79561458。

CAS(Compare And Swap)原理简述：

某一线程执行一个CAS逻辑(如上图线程A),如果中途有其他线程修改了共享变量的值(如:上图中线程A执行到笑脸那一刻时),导致这个线程的CAS逻辑运算后得到的值与期望结果不一致，那么这个线程会再次执行CAS逻辑(这里是一个do while循环),直到成功为止。

注:可能上图中某些地方写得并不规范，主要理解意思即可，不要在意细节。

ABA问题：

如图所示，线程A进行CAS逻辑，在从内存中获取到var值到开始进行逻辑之间（对应图中笑脸处）,会有一个时间差;如果刚好在这个时间差内，有其他某线程对var做了一系列的操作,但最后又恢复了var的值，即:出现“偷梁换柱”的情况;虽然此时线程A仍然能CAS成功，但是中间多出的那些过程仍然可能引发问题。

注:可能上图中某些地方写得并不规范，主要理解意思即可，不要在意细节。

注:上图A变为B再变回A,A的属性被修改了，如果程序此时刚好需要用上A的属性,那么就可能造成实际结果与理想结果不
一致的情况。

注:根据实际情况，判断是否处理ABA问题。如果ABA问题并不会影响我们的业务结果，可以选择性处理或不处理;如果
ABA会影响我们的业务结果的，这时就必须处理ABA问题了。
追注:对于AtomicInteger等,没有什么可修改的属性;且我们只在意其结果值，所以对于这些类来说，本身就算发生了
ABA现象，也不会对原线程的结果造成什么影响。