1. 概述
在之前的文章中，我们了解到AtomicStampedReference可以防止ABA问题。
在本教程中，我们将更深入地了解如何最好地使用它。
2. 为什么我们需要AtomicStampedReference？
首先，AtomicStampedReference为我们提供了一个对象引用变量和一个我们可以原子读写的戳记。我们可以将戳记看作时间戳或版本号。
简单地说，添加戳记可以让我们检测到另一个线程何时将共享引用从原始引用A更改为新的引用B，然后又更改回原始引用A。
让我们看看它在实践中的表现。
3. 银行账户示例
考虑一个有两条数据的银行账户：余额balance和上次修改日期lastModifyDate。每次更改余额时都会更新上次修改日期，通过观察这个上次修改日期，我们可以知道该帐户已经更新。
3.1 读取值及其版本号
首先，让我们假设我们的引用持有账户余额：
AtomicStampedReference<Integer> account = new AtomicStampedReference<>(100, 0);
请注意，我们初始化balance为100，版本号为0。
要访问余额，我们可以使用AtomicStampedReference.getReference()方法。
类似地，我们可以通过AtomicStampedReference.getStamp()获取版本号。
3.2 更改值及其版本号
现在，让我们回顾一下如何以原子方式设置AtomicStampedReference的值。
如果我们想更改账户的余额，我们需要同时更改余额和版本号：
if (!account.compareAndSet(balance, balance + 100, stamp, stamp + 1)) {
// retry
}
compareAndSet方法返回一个表示成功或失败的布尔值。失败意味着余额或版本号自我们上次读取以来已经发生变化。
正如我们所看到的，使用它们的getter方法很容易获取引用对象和版本号。
但是，如上所述，当我们想使用CAS更新它们的值时，我们需要它们的最新版本。要以原子方式检索这两条信息，我们需要同时获取它们。
幸运的是，AtomicStampedReference为我们提供了一个基于数组的API来实现这一点。让我们通过实现Account类的withdraw()方法来演示它的用法：
public boolean withdrawal(int funds) {
int[] stamps = new int[1];
int current = this.account.get(stamps);
int newStamp = this.stamp.incrementAndGet();
return this.account.compareAndSet(current, current - funds, stamps[0], newStamp);
}
同样，我们可以添加deposit()方法：
public boolean deposit(int funds) {
int[] stamps = new int[1];
int current = this.account.get(stamps);
int newStamp = this.stamp.incrementAndGet();
return this.account.compareAndSet(current, current + funds, stamps[0], newStamp);
}
我们刚刚写的内容的好处是，我们可以在取款或存款之前知道没有其他线程改变余额，甚至回到我们上次读取后的状态。
例如，考虑以下线程交错执行：
余额设置为100，线程1运行deposit(100)直到以下点：
int[] stamps = new int[1];
int current = this.account.get(stamps);
int newStamp = this.stamp.incrementAndGet();
// Thread 1 is paused here
这意味着存款尚未完成。
然后，线程2运行deposit(100)和withdraw(100)，使余额达到200，然后又回到100。
最后，线程1运行：
return this.account.compareAndSet(current, current + 100, stamps[0], newStamp);
线程1将成功检测到自上次读取以来其他线程已更改了帐户余额，即使余额本身与线程1读取时的余额相同。
3.3 测试
测试起来很棘手，因为这取决于非常具体的线程交错。但是，让我们至少编写一个简单的单元测试来验证存款和取款是否有效：
@Test
void givenMultiThread_whenStampedAccount_thenSetBalance() throws InterruptedException {
StampedAccount account = new StampedAccount();
Thread t1 = new Thread(() -> {
while (!account.deposit(100)) {
Thread.yield();
}
});
t1.start();
Thread t2 = new Thread(() -> {
while (!account.withdrawal(100)) {
Thread.yield();
}
});
t2.start();
t1.join(10_000);
t2.join(10_000);
assertFalse(t1.isAlive());
assertFalse(t2.isAlive());
assertEquals(0, account.getBalance());
assertTrue(account.getStamp() > 0);
}
3.4 选择下一个版本号
从语义上讲，戳记就像时间戳或版本号，因此它通常总是递增的。也可以使用随机数生成器。
这样做的原因是，如果戳记可以更改为之前的内容，这可能会破坏AtomicStampedReference的目的。AtomicStampedReference本身并没有强制执行此约束，因此我们需要遵循这种做法。
4. 总结
总之，AtomicStampedReference是一个功能强大的并发工具类，它提供了可以原子读取和更新的引用和戳记的方式。它是为ABA检测而设计的，应该优先于其他并发类，例如关注ABA问题的AtomicReference。
与往常一样，本教程的完整源代码可在GitHub上获得。
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