Java 原子类 java.util.concurrent.atomic

Java 原子类 java.util.concurrent.atomic

1、i++为什么是非线程安全的

i++其实是分为3个步骤：获取i的值，把i+1，把i+1的结果赋给i

如果多线程执行i++操作，没有同步的话，结果可能不正确

如两个线程同时获取i的值，然后各自+1后，赋给i。正确的情况下i的值应该是加了2，但这里其实加了1而且，前面的结果被覆盖了。

通常做法：synchronized (synchronized方法，synchronized变量)，但这样做效率不是最优的。

2、AtomicInteger的实现

主要依靠：1、volatile 保证了变量的可见性，所有线程不缓存volatile变量，需要时都从内存读取，这样能保证所有数据拿到的值都是最新的。

2、compareAndSet(int expect, int update)判断当前值==expect?当前值=update:错误；

这里做了两步操作，判断跟赋值。但因为cpu提供这样指令的支持，所有能保证这个操作时原子的。

Java代码

public class AtomicIntegerextends Number implements java.io.Serializable {
private staticfinal long serialVersionUID = 6214790243416807050L;
// setup to use Unsafe.compareAndSwapInt for updates
private staticfinal Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();
private staticfinal long valueOffset;
static {
try {
valueOffset = unsafe.objectFieldOffset
(AtomicInteger.class.getDeclaredField("value"));
} catch (Exception ex) { throw new Error(ex); }
}
private volatileint value;

public class AtomicInteger extends Number implements java.io.Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 6214790243416807050L;

    // setup to use Unsafe.compareAndSwapInt for updates
    private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();
    private static final long valueOffset;

    static {
      try {
        valueOffset = unsafe.objectFieldOffset
            (AtomicInteger.class.getDeclaredField("value"));
      } catch (Exception ex) { throw new Error(ex); }
    }

    private volatile int value;

3、AtomicInteger 中的set(int newValue) lazySet(int newValue)

void set(int newValue)

设置为给定值。直接修改原始值，也就是i=newValue操作。

void lazySet(int newValue) 最后设置为给定值。

延时设置变量值，这个等价于set()方法，但是由于字段是volatile类型的，因此次字段的修改会比普通字段（非volatile字段）有稍微的性能延时（尽管可以忽略），所以如果不是想立即读取设置的新值，允许在“后台”修改值，那么此方法就很有用。如果还是难以理解，这里就类似于启动一个后台线程如执行修改新值的任务，原线程就不等待修改结果立即返回（这种解释其实是不正确的，但是可以这么理解）。

4、AtomicInteger中compareAndSet(int expect, int update) weakCompareAndSet(int expect, int update)

boolean weakCompareAndSet(int expect, int update)
如果当前值 == 预期值，则以原子方式将该设置为给定的更新值。JSR规范中说：以原子方式读取和有条件地写入变量但不创建任何 happen-before 排序，因此不提供与除weakCompareAndSet 目标外任何变量以前或后续读取或写入操作有关的任何保证。大意就是说调用weakCompareAndSet时并不能保证不存在happen-before的发生（也就是可能存在指令重排序导致此操作失败）。但是从Java源码来看，其实此方法并没有实现JSR规范的要求，最后效果和compareAndSet是等效的，都调用了unsafe.compareAndSwapInt()完成操作。

Java代码

/**
* 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 true if successful. False return indicates that
* the actual value was not equal to the expected value.
*/
public finalboolean compareAndSet(int expect,int update) {
return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);
}
/**
* Atomically sets the value to the given updated value
* if the current value {@code ==} the expected value.
*
* <p>May <a href="package-summary.html#Spurious">fail spuriously</a>
* and does not provide ordering guarantees, so is only rarely an
* appropriate alternative to {@code compareAndSet}.
*
* @param expect the expected value
* @param update the new value
* @return true if successful.
*/
public finalboolean weakCompareAndSet(int expect,int update) {
return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);
}

    /**
     * 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 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);
    }

    /**
     * Atomically sets the value to the given updated value
     * if the current value {@code ==} the expected value.
     *
     * <p>May <a href="package-summary.html#Spurious">fail spuriously</a>
     * and does not provide ordering guarantees, so is only rarely an
     * appropriate alternative to {@code compareAndSet}.
     *
     * @param expect the expected value
     * @param update the new value
     * @return true if successful.
     */
    public final boolean weakCompareAndSet(int expect, int update) {
	return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);
    }