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微信长图的免费模板网站,开一家代做网站的公司,深圳宝安高端网站建设报价,建e室内设计网官网模型一、一句话理解AtomicStampedReference 是一个原子引用#xff0c;它不仅维护一个对象引用#xff0c;还附带一个整型“戳记#xff08;stamp#xff09;”#xff0c;通过同时比较引用和戳记来实现更安全的 CAS#xff08;Compare-And-Swap#xff09;操作#xff0c;…一、一句话理解AtomicStampedReference是一个原子引用它不仅维护一个对象引用还附带一个整型“戳记stamp”通过同时比较引用和戳记来实现更安全的 CASCompare-And-Swap操作从而避免经典的 ABA 问题。二、什么是 ABA 问题场景举例假设有一个栈初始状态为A → B → C栈顶是 A。线程1 读取栈顶为 A准备执行 CAS期望 A替换为 D。此时线程2 弹出 A再压入新节点 A’内容相同但地址不同或甚至同一个 A 被回收后重用。栈变成A → B → C看起来没变。线程1 执行 CAS发现栈顶仍是 A于是成功替换为 D。但实际上中间发生了变化A 被弹出又压入但 CAS 无法感知这就是ABA 问题。 ABA 的本质值看起来没变但语义已变。三、AtomicStampedReference如何解决 ABA它给每个引用附加一个版本号stamp每次修改引用时同时更新 stamp比如 1。CAS 操作必须同时匹配引用 stamp。即使引用值“看起来一样”只要 stamp 不同就认为是不同状态。这样就能区分“真的是同一个状态” vs“值碰巧相同但中间被篡改过”四、核心设计解析1.内部类PairTprivatestaticclassPairT{finalTreference;finalintstamp;// ...}将引用 stamp打包成一个不可变对象final字段。所有状态变更都通过原子地替换整个Pair对象实现。✅ 这是一种典型的“不可变快照”设计。2.volatile 引用privatevolatilePairVpair;保证多线程对pair的读写具有可见性和happens-before语义。但仅靠volatile无法保证原子性比如 compare-and-set所以需要 CAS。3.关键方法compareAndSetpublicbooleancompareAndSet(VexpectedReference,VnewReference,intexpectedStamp,intnewStamp){PairVcurrentpair;returnexpectedReferencecurrent.reference// 引用相等注意是 不是 equalsexpectedStampcurrent.stamp((newReferencecurrent.referencenewStampcurrent.stamp)||casPair(current,Pair.of(newReference,newStamp)));}注意点引用比较用这是为了性能和语义一致性通常用于指针/对象身份比较。如果新值和当前值完全一样直接返回true避免不必要的 CAS。否则调用底层Unsafe.compareAndSwapObject原子替换pair。 底层依赖sun.misc.Unsafe的 CAS 指令硬件级原子操作。4.辅助方法方法作用getReference()/getStamp()分别获取当前引用和戳记get(int[] stampHolder)一次性获取引用和戳记避免两次读之间状态变化set(V, int)无条件设置新值非原子组合操作慎用attemptStamp(V, int)只更新 stamp不改变引用前提是引用仍等于期望值attemptStamp常用于“标记”场景比如标记某个节点已被逻辑删除。5.weakCompareAndSet的说明publicbooleanweakCompareAndSet(...){returncompareAndSet(...);// 目前 JDK 中两者实现相同}注释提到它“可能虚假失败且不提供内存顺序保证”。但在当前 HotSpot 实现中它和compareAndSet行为一致。主要是为了未来在某些平台如 ARM上提供更弱但更快的 CAS 变体。五、典型使用场景1.无锁数据结构Lock-Free Data Structures如无锁栈、队列、链表等需要检测 ABA 问题。示例在实现ConcurrentLinkedQueue或自定义无锁栈时用AtomicStampedReference包装头指针。2.状态机带版本控制某个对象的状态变更需要记录“版本”防止旧状态覆盖新状态。3.资源回收标记先用attemptStamp将 stamp 设为“已删除”如 -1再安全回收。六、使用示例AtomicStampedReferenceStringrefnewAtomicStampedReference(A,0);int[]holdernewint[1];Stringcurrentref.get(holder);intcurrentStampholder[0];// 尝试将 A (stamp0) 替换为 B (stamp1)booleansuccessref.compareAndSet(A,B,0,1);if(success){System.out.println(Update succeeded);}⚠️ 注意expectedReference必须是同一个对象引用成立不能只是equals相等。七、与AtomicReference对比特性AtomicReferenceVAtomicStampedReferenceV存储内容仅引用引用 int stamp解决 ABA❌ 否✅ 是内存开销小稍大多一个 int Pair 对象使用复杂度简单稍高需管理 stamp性能更快略慢多一次 int 比较八、注意事项引用比较是不是equals→ 适用于对象身份比较不适合值语义除非你确保同一对象复用。stamp 需要手动管理→ 通常每次修改时stamp 1或用时间戳、逻辑版本号。不要滥用→ 如果你的场景不可能出现 ABA比如引用永远不会被回收重用用AtomicReference更高效。Java 9 替代方案→ 虽然有VarHandle但AtomicStampedReference仍是解决 ABA 的标准工具。九、总结AtomicStampedReference是 Java 并发编程中解决 ABA 问题的经典工具。它通过“引用 版本戳”的组合使得 CAS 操作能够感知到中间状态的变化从而保证无锁算法的正确性。它不是日常开发常用类但在实现高性能、无锁并发数据结构时它是不可或缺的“利器”。如果你正在编写 lock-free 或 wait-free 算法或者遇到因对象复用导致的并发 bugAtomicStampedReference很可能就是你需要的答案。