CMPXCHG 指令和 lwarx/stwcx（LL/SC）指令是在不同体系结构中常见的原子操作指令。

1. CMPXCHG:
   • CMPXCHG 是 x86 架构中用于执行原子比较并交换操作的指令。这个指令会比较某个内存位置的值与累加器中的值，如果相等，则将累加器中的值赋给该内存位置，并且返回旧的内存位置的值。因此，CMPXCHG 通常用于实现原子的读-改-写操作。
2. lwarx/stwcx (LL/SC):
   • lwarx/stwcx 是 PowerPC 架构中用于实现类似原子操作的指令。lwarx 用于加载一个字（word）的值到寄存器中，而 stwcx 用于尝试将新值存储回内存。如果在这次加载和存储之间没有其他处理器修改了这个内存位置，则存储操作成功，否则它失败。

ABA 问题：

• ABA 问题指的是一个共享内存区域中的值被修改两次，最终回到了原始的值，使得检查不到这个变化。这种情况可能会导致并发数据结构出现问题。
• CMPXCHG 指令在解决ABA问题上存在缺陷，因为它只能检查共享内存区域的当前值是否等于预期值，但无法检查这个值是否“曾经”等于预期值。这就是 ABA 问题的根源。
• 相比之下，lwarx/stwcx 指令通过使用 LL/SC 的方式，可以在加载和存储之间检测共享内存区域的变化情况，因此可以避免 ABA 问题的发生。

因此，lwarx/stwcx 指令能够提供更强大的原子性保证，从而避免了类似于 ABA 问题的并发风险。

有一种比较有效的做法是：将共享内存区域的修改与版本号或标记相关联。每次对共享内存的修改都会增加版本号，这样即使出现了ABA问题，由于版本号已经发生了改变，便可检测到这种情况。

一些库或语言提供了支持带有回退机制的CAS操作，例如 Java 中的 AtomicStampedReference 类。该类允许用户为引用的目标对象附加一个整数作为版本戳，并且在CAS操作失败时，可以检查目标对象是否还包含相同的版本戳。

下面这个是C++实现的带版本号的CAS
一种常见的方法是创建一个结构体，其中包含指向数据的指针以及版本号或标记，并使用原子操作来更新和比较这两个值。通过使用 std::atomic 来确保这些操作是原子的。

#include <atomic>template <typename T, typename U>
struct StampedReference {T* pointer;U stamp;
};// 使用StamedReference进行CAS操作
template <typename T, typename U>
bool atomicCompareAndSet(std::atomic<StampedReference<T, U>>& ref, T* expectedPointer, T* newPointer, U expectedStamp, U newStamp) {StampedReference<T, U> oldValue = ref.load();if (oldValue.pointer == expectedPointer && oldValue.stamp == expectedStamp) {StampedReference<T, U> newValue {newPointer, newStamp};return ref.compare_exchange_weak(oldValue, newValue);}return false;
}

在上面的示例中，我们创建了一个 StampedReference 结构体来存储指针和版本号，并编写了一个模板函数 atomicCompareAndSet 来执行CAS操作。当CAS操作失败时，可以检查版本戳并采取适当的行动。
CAS（Compare and Swap）通常与循环结合使用，是因为在并发环境下，多个线程尝试对同一内存位置执行 CAS 操作时可能会遇到竞争条件。如果不使用循环来重试 CAS 操作，那么在竞争激烈的情况下，单次 CAS 操作失败后，程序可能就会放弃修改，这样会导致并发操作的数据一致性出现问题。

通过在循环中重试 CAS 操作，可以确保在 CAS 操作成功之前不会跳出循环，从而保证了原子性和一致性。这种方法被称为自旋锁，因为线程会持续尝试 CAS 直到成功，而不是将自己挂起等待。

当使用 atomicCompareAndSet 这样的原子操作函数时，通常还需要将其放置在一个循环中以确保 CAS 操作的原子性。这种自旋方式会在多线程环境中保证正确的行为，并且能够有效地避免线程切换所带来的开销。

总之，即使使用了原子操作函数，也仍然需要搭配使用循环，以确保 CAS 操作的成功和数据的一致性。