CAS、ABA 与 Atomic 原子类

CAS 适合对单个状态执行“值仍是我看到的旧值时才更新”。它避免线程阻塞，但不是没有成本：高竞争会造成反复失败、缓存一致性流量和不公平。多字段业务不变量通常仍需要锁或不可变状态整体替换。

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运行 ABA 实验
CAS 做了什么
失败重试会消耗资源
ABA 何时有害
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运行 ABA 实验

下载带版本戳的 ABA 样例下载，运行：

java -cp target/classes dev.elaine.concurrency.AtomicAbaSample

输出类似：

值=A，版本=2，旧观察能否更新=false

线程最初观察到 A@0。另一个执行流把它改为 B@1，再改回 A@2。只比较值时前后都是 A，这就是 ABA 问题；同时比较版本戳后，旧观察无法覆盖新历史。

CAS 做了什么

**CAS（Compare-And-Set）**接收预期旧值和新值。内存中的值等于预期值时原子写入新值并返回成功，否则不修改并返回失败。

var counter = new java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger();
int next = counter.incrementAndGet();

AtomicInteger 把重试循环封装起来，并提供相应内存语义。不要用 volatile int 加 ++ 替代。

失败重试会消耗资源

典型 CAS 循环如下：

for (;;) {
    int current = counter.get();
    int next = current + 1;
    if (counter.compareAndSet(current, next)) return next;
    Thread.onSpinWait();
}

高竞争时，许多线程可能同时读取同一旧值，只有一个成功，其余继续占用 CPU。需要退避、分片或更高层结构。统计热点可以使用 LongAdder 分散竞争，但 sum() 不是与所有并发更新形成单一原子快照，不适合余额等强一致值。

ABA 何时有害

只有历史变化影响正确性时，ABA 才是问题。无锁栈中节点 A 被弹出、复用后又放回，旧 CAS 可能误以为链表从未改变。解决方案包括版本戳、不可复用标识、不可变节点，或使用已经验证的 JDK 并发容器。

AtomicStampedReference 同时比较引用和整数版本；AtomicMarkableReference 只携带布尔标记。不要为了“无锁”自行实现复杂内存回收算法。

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阅读AQS 与 ReentrantLock 源码主线，理解 CAS 失败后线程如何进入等待队列并被唤醒。