Java JUC Atomic Java从JDK1.5开始提供了java.util.concurrent.atomic包,方便程序员在多线程环境下,无锁的进行原子操作。原子变量的底层使用了处理器提供的原子指令,但是不同的CPU架构可能提供的原子指令不一样,也有可能需要某种形式的内部锁,所以该方法不能绝对保证线程不被阻塞。
在Atomic包里一共有12个类,四种原子更新方式,分别是原子更新基本类型,原子更新数组,原子更新引用和原子更新字段。Atomic包里的类基本都是使用Unsafe实现的包装类。
基本类: AtomicInteger、AtomicLong、AtomicBoolean;
引用类型: AtomicReference、AtomicReference的ABA实例、AtomicStampedRerence、AtomicMarkableReference;
数组类型: AtomicIntegerArray、AtomicLongArray、AtomicReferenceArray
属性原子修改器 (Updater) : AtomicIntegerFieldUpdater、AtomicLongFieldUpdater、AtomicReferenceFieldUpdater
看到这么多类,你是否觉得很困惑,其实没什么,因为你只需要看懂一个,其余的方法和使用都是大同小异的,相关的类会介绍他们之间的区别在哪里,在使用中需要注意的地方即可。
在使用Atomic系列前,我们需要先知道一个东西就是Unsafe类,全名为: sun.misc.Unsafe,这个类包含了大量的对C代码的操作,包括很多直接内存分配以及原子操作的调用,而它之所以标记为非安全的,是告诉你这个里面大量的方法调用都会存在安全隐患,需要小心使用,否则会导致严重的后果,例如在通过unsafe分配内存的时候,如果自己指定某些区域可能会导致一些类似C++一样的指针越界到其他进程的问题,不过它的具体使用并不是本文的重点,本文重点是Atomic系列的内容大多会基于unsafe类中的以下几个本地方法来操作:
public final native boolean compareAndSwapObject(Object obj,long Fieldoffset, Object expect, Object update);
public final native boolean compareAndSwapInt(Object paramObject, long paramLong, int paramInt1, int paramInt2);
对象的引用进行对比后交换,交换成功返回true,交换失败返回false,这个交换过程完全是原子的,在CPU上计算完结果后,都会对比内存的结果是否还是原先的值,若不是,则认为不能替换,因为变量是volatile类型所以最终写入的数据会被其他线程看到,所以一个线程修改成功后,其他线程就发现自己修改失败了。
参数1: 被操作的对象
参数2: fieldoffset 被操作的域在对象中的偏移量,其实对比时是对比内存单元,所以需要属性的起始位置,而引用就是修改引用地址 (根据OS、VM位数和参数配置决定宽度一般是4-8个字节) ,int就是修改相关的4个字节,而long就是修改相关的8个字节。
获取偏移量也是通过unsafe的一个方法: objectFieldOffset(Fieldfield)来获取属性在对象中的偏移量;静态变量需要通过: staticFieldOffset(Field field)获取,调用的总方法是: fieldOffset(Fieldfield)
参数3: expect 域的期望值
参数4: update 域的更新值
对long的操作,要看VM是否支持对Long的CAS,因为有可能VM本身不支持,若不支持,此时运算会变成Lock方式,不过现在VM都基本是支持的而已。
public final native boolean compareAndSwapLong(Object paramObject, long paramLong1, long paramLong2, long paramLong3);
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