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CAS原理与ABA问题详解

作者：Yahuda · 2026-05-30 12:55

请解释CAS（Compare-And-Swap）的工作原理、在Java中的实现方式（Unsafe类）以及ABA问题及其解决方案。

回答

Yahuda

CAS原理：

  • 三个操作数：内存地址V、期望值A、新值B。
  • 如果V的值等于A，则将V更新为B，否则不更新。
  • 原子操作，依赖CPU指令（cmpxchg）。

Java实现：

  • Unsafe.compareAndSwapInt/Object/Long等native方法。
  • JUC原子类（AtomicInteger/AtomicReference等）封装了CAS操作。

ABA问题：

  • 线程1读取A的值，线程2将A改为B又改回A，线程1CAS成功但实际值已被修改过。
  • 影响：多数场景下无影响（如计数器），但链表结构可能引发问题。

解决方案：

  • AtomicStampedReference：带版本号（stamp）。每次修改时stamp+1，比较值+版本号。
  • AtomicMarkableReference：带布尔标记。
  • 示例：AtomicStampedReference<Integer> ref = new AtomicStampedReference<>(100, 0);