深入了解Java atomic原子類的使用方法和原理
在講atomic原子類之前先看一個小例子:
public class UseAtomic { public static void main(String[] args) { AtomicInteger atomicInteger=new AtomicInteger(); for(int i=0;i<10;i++){ Thread t=new Thread(new AtomicTest(atomicInteger)); t.start(); try { t.join(0); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } System.out.println(atomicInteger.get()); } } class AtomicTest implements Runnable{ AtomicInteger atomicInteger; public AtomicTest(AtomicInteger atomicInteger){ this.atomicInteger=atomicInteger; } @Override public void run() { atomicInteger.addAndGet(1); atomicInteger.addAndGet(2); atomicInteger.addAndGet(3); atomicInteger.addAndGet(4); } }
最終的輸出結果為100,可見這個程序是線程安全的。如果把AtomicInteger換成變量i的話,那最終結果就不確定了。
打開AtomicInteger的源碼可以看到:
// setup to use Unsafe.compareAndSwapInt for updates private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe(); private volatile int value;
volatile關鍵字用來保證內存的可見性(但不能保證線程安全性),線程讀的時候直接去主內存讀,寫操作完成的時候立即把數(shù)據(jù)刷新到主內存當中。
CAS簡要
/** * Atomically sets the value to the given updated value * if the current value {@code ==} the expected value. * * @param expect the expected value * @param update the new value * @return {@code true} if successful. False return indicates that * the actual value was not equal to the expected value. */ public final boolean compareAndSet(int expect, int update) { return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update); }
從注釋就可以看出:當線程寫數(shù)據(jù)的時候,先對內存中要操作的數(shù)據(jù)保留一份舊值,真正寫的時候,比較當前的值是否和舊值相同,如果相同,則進行寫操作。如果不同,說明在此期間值已經(jīng)被修改過,則重新嘗試。
compareAndSet使用Unsafe調用native本地方法CAS(CompareAndSet)遞增數(shù)值。
CAS利用CPU調用底層指令實現(xiàn)。
兩種方式:總線加鎖或者緩存加鎖保證原子性。
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