Java AtomicStampedReference详解（解决CAS中的ABA问题）

AtomicStampedReference 是什么？

AtomicStampedReference 是 Java 并发包（java.util.concurrent.atomic）提供的一个原子引用类，它不仅记录引用对象的值，还维护一个“版本号”（stamp）。每次修改引用时，版本号也会递增。这样即使值变回原来的值，版本号也不同，从而可以识别出中间是否发生过变化。

如何使用 AtomicStampedReference？

下面是一个完整的示例，演示如何使用 AtomicStampedReference 来避免 ABA 问题。

import java.util.concurrent.atomic.AtomicStampedReference;public class AtomicStampedReferenceDemo {    public static void main(String[] args) {        // 初始引用为 "A"，初始版本号为 0        AtomicStampedReference<String> ref = new AtomicStampedReference<>("A", 0);        // 获取当前引用和版本号        int[] stampHolder = new int[1];        String currentRef = ref.get(stampHolder);        int currentStamp = stampHolder[0];        System.out.println("当前值: " + currentRef + ", 版本号: " + currentStamp);        // 尝试将 "A" 改为 "B"，要求当前值是 "A" 且版本号是 0        boolean success = ref.compareAndSet("A", "B", 0, 1);        System.out.println("第一次修改成功: " + success);        // 再次尝试将 "B" 改回 "A"，版本号从 1 变为 2        success = ref.compareAndSet("B", "A", 1, 2);        System.out.println("第二次修改成功: " + success);        // 现在尝试用旧版本号（0）去修改，应该失败！        success = ref.compareAndSet("A", "C", 0, 3);        System.out.println("使用过期版本号修改成功: " + success); // 输出 false        // 正确方式：使用当前版本号（2）        success = ref.compareAndSet("A", "C", 2, 3);        System.out.println("使用正确版本号修改成功: " + success); // 输出 true    }}  

关键方法说明

• get(int[] stampHolder)：获取当前引用，并将当前版本号存入传入的数组中。
• compareAndSet(V expectedReference, V newReference, int expectedStamp, int newStamp)：只有当当前引用等于 expectedReference 且当前版本号等于 expectedStamp 时，才更新为 newReference 和 newStamp。
• getReference() 和 getStamp()：分别单独获取引用或版本号（但不保证两者同时读取的一致性）。

适用场景

AtomicStampedReference 特别适用于需要检测引用是否被“悄悄修改过”的场景，比如：

• 无锁队列或栈的实现
• 高并发下的状态机控制
• 需要精确追踪对象变更历史的系统

总结

通过本文，我们学习了 Java AtomicStampedReference 的基本原理和使用方法。它是解决 CAS ABA问题解决方案 的有效工具，通过引入版本号机制，确保即使值相同也能识别出中间的变化。对于希望深入掌握 Java并发编程教程 的开发者来说，理解 AtomicStampedReference 是迈向高阶并发控制的重要一步。

如果你在开发中遇到因 ABA 问题导致的并发 bug，不妨试试这个强大的原子类——原子引用带版本号，让你的程序更健壮、更安全！