java并发包 Atomic

CAS机制

　　除了synchronized之外，java还提供了一些并发包。比如现在这段代码，肯定会有并发问题，我们当然可以通过重磅的 synchronized 锁来解决多线程并发问题，但是这样就有点杀鸡用牛刀了。我们可以用Atomic原子类来解决这个问题。

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
public class Demo {
    // 初始值0
    private static int num = 0;
    public static void inCreate(){
        //自增
        num++;
    }
//    Atomic 解决并发问题
//    // 初始值0
//    private static AtomicInteger num = new AtomicInteger(0);
//    public synchronized static void inCreate(){
//        // 自增
//        num.incrementAndGet();
//    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(() -> {
                for (int j = 0; j < 100; j++) {
                    inCreate();
                    try {
                        Thread.sleep(10);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }).start();
        }
        Thread.sleep(2000);// 等待两秒,让上面10个线程先执行完
        System.out.println(num);// 结果为1000才是对的
    }
}

　　Atomic 原子类不是传统意义的锁机制，它是无锁化的 CAS 机制，通过 CAS 机制保证多线程修改个数值的安全性,CAS的全称是：Compare and Set，也就是先较再设置的意思。

　　

Atomic源码

　　我们在操作 atomic 的时候，实际上就是对 value 的修改，它是被 volatile 修饰的，也就是说变更之后马上就可以被其他线程感知到。

　　我们调用 incrementAndGet 自增方法，就是通过 Unsafe 类来做的，它负责执行 CAS操作。它是jdk内部的一个类，我们在自己的系统中使用 Unsafe.getUnsafe() 是会报错的，因为类加载器是不同的。

先分析下参数，看看它整个的调用过程：
  var1：就是我们传入的this，就是 AtomicInteger 这个类对象。
  var2：就是 valueOffest，也就是我们的value的偏移量。
  var4：增加的值，1。
  var5：内存中旧的值。
　　首先通过 this.getIntVolatile(var1, var2); 根据 AtomicInteger 的value偏移量，获取到了内存中旧的值 var5 ，就是我们当时设置的0。
　　然后通过 while 无限循环去执行 this.compareAndSwapInt(AtomicInteger, valueOffest, 0, 0 + 1)。这个过程就是 CAS 操作，它是被 native 修饰的，底层就是 C 发送的 cpu 指令,通过一个线程对某块小内存中的数据进行修改。
　　最后就把旧的值 var5 返回来了，然后 return 0+1，我们就看到了新的值 1。

CAS优化

　　刚才我们模拟CAS执行过程知道，要是获取到的值和内存不一致，那么它会一直无线循环；如果是大量线程同时涌入，必然会导致大量线程空循环，性能和效率都不是特别好。所以java8使用LongAdder使用分段的方式进行了优化。在longadder中，一开始所有线程都是对base进行操作。如果线程较多，就会实行分段CAS机制，也就是内部会搞一个cell数组，每个数组是一个数值分段，让每一个cell去处理一些请求；如果某一个cell执行cas失败了，则会自动去找另一个cell进行cas操作；最后将所有cell分段数值加起来返回给你。

    // LongAdder 解决并发问题
    // 初始值0
    private static LongAdder num = new LongAdder();
    public synchronized static void inCreate(){
        // 自增
        num.add(1);
    }