多线程中 ABA 的真实示例 [关闭]

Question

我正在寻找一些在多线程代码中引起问题的 ABA 问题的真实示例。

在执行原子compare-and-swap指令时，并发代码中会出现ABA问题。如果线程在执行比较和交换之前立即中断，则第二个线程可能会将比较和交换的目标从其初始值 A 更改为不同的值 B。如果然后将值更改回 A在第一个线程恢复之前，尽管目标值发生了变化，比较和交换仍将成功。

在许多情况下，ABA 不是问题。以共享引用计数为例：即使 refcount 并发改变我们也没有问题，只要我们从不从已经下降到 0 的 refcount 增加。所以我们显然只关心目标是否匹配交换时的预期值，而不是过去是否发生变化。

wikipedia page 有一个受 ABA 影响的无锁堆栈实现示例，但我个人到目前为止还没有在生产代码中遇到过这个问题。我只是想知道是否有人有一些关于 ABA 的精彩战争故事要分享。

Answer 1

假设您想使用传统的链表实现有序列表。假设您想在列表中添加一个新值 V。首先，你要找到合适的位置，使用辅助指针AUX插入新元素，并将其定位在最后一个值小于V的节点，同时保存AUX->next，以便在CAS操作中进行比较。一旦有了引用，您将 NEW->next 指向 AUX->next，然后使用 CAS 如果 AUX->next 仍然是您保存的相同引用，则将 AUX->next 切换到 NEW。应该是这样的：

AUX = list.HEAD;
WHILE( AUX->next.value < V)
    AUX = AUX->next;
OLD = AUX->next; //line 4
NEW->next = AUX->next; //line 5
IF( CAS(AUX->next, NEW, OLD)) //line 6
    Success!!!
ELSE
    Try again or whatever

这是最简单的方法。问题是在第 4 行和第 5 行之间，另一个线程可能已经删除了“OLD”，然后插入了另一个小于 V 但仍大于 AUX.value 的元素 X。如果发生这种情况，并且分配给值为 X 的节点的内存与曾经拥有 OLD 的地址相同，则 CAS 会成功，但列表不会被排序。如果第二个线程的动作发生在第 5 行和第 6 行之间，您将丢失值为 X 的节点。所有这些都是因为 ABA 问题。