package main

import (
	"fmt"
	"sync"
	"sync/atomic"
	"time"
)

// =============== ABA 问题演示（增强时序稳定性） ===============
func demoABAProblem() {
	var value int32 = 100
	var wg sync.WaitGroup
	ready := make(chan struct{}) // 同步信号：确保 A 先读取

	wg.Add(2)

	// Goroutine A: 读取初始值后等待信号
	go func() {
		defer wg.Done()
		old := atomic.LoadInt32(&value) // 读取到 100
		<-ready                         // 等待 B 完成 ABA 修改
		if atomic.CompareAndSwapInt32(&value, old, 200) {
			fmt.Println("⚠️ ABA 问题触发: CAS 成功！但值曾被篡改 (100→150→100)")
		} else {
			fmt.Println("❌ 未复现 ABA（调度异常）")
		}
	}()

	// Goroutine B: 执行 A→B→A 修改
	go func() {
		defer wg.Done()
		time.Sleep(5 * time.Millisecond) // 确保 A 已读取
		atomic.StoreInt32(&value, 150)   // A→B
		atomic.StoreInt32(&value, 100)   // B→A
		close(ready)                     // 通知 A 执行 CAS
	}()

	wg.Wait()
	fmt.Printf("最终值: %d (ABA 发生时应为 200)\n", value)
}

// =============== 安全方案：位域编码防 ABA ===============
// 64位结构: [高32位: 版本号] | [低32位: 实际值]
type VersionedInt32 struct {
	data int64 // 原子存储单元
}

// 合并值与版本号
func pack(val, ver int32) int64 {
	return (int64(ver) << 32) | int64(uint32(val))
}

// 拆解：返回 (值, 版本号)
func unpack(data int64) (val int32, ver int32) {
	return int32(data), int32(data >> 32) // 低32位=值, 高32位=版本
}

// 安全读取当前值
func (v *VersionedInt32) Load() int32 {
	val, _ := unpack(atomic.LoadInt64(&v.data)) // 取第一个返回值
	return val
}

// 带版本号的原子 CAS（彻底规避 ABA）
func (v *VersionedInt32) CAS(oldVal, newVal int32) bool {
	for {
		current := atomic.LoadInt64(&v.data)
		curVal, curVer := unpack(current)

		if curVal != oldVal {
			return false // 值已变更，拒绝更新
		}

		// 构造新状态：值更新 + 版本号+1
		newState := pack(newVal, curVer+1)

		if atomic.CompareAndSwapInt64(&v.data, current, newState) {
			return true
		}
		// 失败则重试
	}
}

func main() {
	fmt.Println("=== ABA 问题演示（通道同步确保时序） ===")
	demoABAProblem()

	fmt.Println("\n=== 安全方案验证（位域编码） ===")
	vv := &VersionedInt32{data: pack(100, 0)} // 初始值=100, 版本=0

	// 首次 CAS：100 → 200
	if vv.CAS(100, 200) {
		val := vv.Load()
		_, ver := unpack(atomic.LoadInt64(&vv.data))
		fmt.Printf("✅ CAS 成功 | 值: %d, 版本: %d\n", val, ver)
	}

	// 尝试用过期旧值 100 更新（应失败）
	if !vv.CAS(100, 300) {
		fmt.Println("✅ 检测到非法修改：CAS 拒绝使用过期旧值更新")
	}

	// 使用当前正确值更新
	if vv.CAS(200, 300) {
		fmt.Printf("✅ 安全更新成功 | 当前值: %d\n", vv.Load())
	}
}