Java并發(fā)編程之原子操作類詳情
JUC包提供了一系列的原子性操作類，這些類都是使用非阻塞算法CAS實現(xiàn)的，相比使用鎖實現(xiàn)原子性操作者在性能上有很大提升。JUC包中含有AtomicInteger、AtomicLong、AtomicBoolean,它們的原理類似。下面我們以AtomicLong為例來講解。
我們先來看一下部分源碼：
public class AtomicLong extends Number implements java.io.Serializable {
private static final long serialVersionUID = 1927816293512124184L;
//1.獲取Unsafe類實例
private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();
//2.存放value的偏移量
private static final long valueOffset;
static final boolean VM_SUPPORTS_LONG_CAS = VMSupportsCS8();
//3.用于判斷是否支持Long類型無鎖CAS
private static native boolean VMSupportsCS8();
static {
try {
//4.獲取value在AtomicLong中的偏移量
valueOffset = unsafe.objectFieldOffset
(AtomicLong.class.getDeclaredField("value"));
} catch (Exception ex) { throw new Error(ex); }
}
//5.實際變量值
private volatile long value;
/**
* Creates a new AtomicLong with the given initial value.
*
* @param initialValue the initial value
*/
public AtomicLong(long initialValue) {
value = initialValue;
}
············省略部分代碼·············
}
上面代碼中，代碼1處通過Unsafe.getUnsafe()獲取到Unsafe類的實例（因為AtomicLong類是在rt.jar包下面的，AtomicLong類就是通過Bootstarp類加載器進(jìn)行加載的）。代碼5處，value被聲明為volatile類型，保證內(nèi)存的可見性。通過代碼2，4獲取value變量在AtomicLong類中的偏移量。
接下來介紹一下AtomicLong中的主要函數(shù)：
- 遞增和遞減代碼
//調(diào)用unsafe方法，設(shè)置value=value+1后，返回原始的值
public final long getAndIncrement() {
return unsafe.getAndAddLong(this, valueOffset, 1L);
}
//調(diào)用unsafe方法，設(shè)置value=value-1后，返回原始的值
public final long getAndDecrement() {
return unsafe.getAndAddLong(this, valueOffset, -1L);
}
//調(diào)用unsafe方法，設(shè)置value=value+1后，返回遞增后的值
public final long incrementAndGet() {
return unsafe.getAndAddLong(this, valueOffset, 1L) + 1L;
}
//調(diào)用unsafe方法，設(shè)置value=value-1后，返回遞減后的值
public final long decrementAndGet() {
return unsafe.getAndAddLong(this, valueOffset, -1L) - 1L;
}
上面的四個函數(shù)內(nèi)部都是通過調(diào)用Unsafe的getAndAddLong方法來實現(xiàn)操作，這個函數(shù)是個原子性操作，這里第一個參數(shù)是AtomicLong實例的引用的，第二個參數(shù)是value變量在AtomicLong的偏移值，第三個參數(shù)是要設(shè)置的第二個變量的值。
其中g(shù)etAndIncrement()方法在JDK7中實現(xiàn)邏輯為：
public final long getAndIncrement() {
while(true) {
long current = get();
long next = current + 1;
if (compareAndSet(current, next))
return current;
}
}
如上代碼中，每個線程是先拿到變量的當(dāng)前值（由于value是volatile變量，所以這是獲取的最新值），然后在工作內(nèi)存中對其進(jìn)行增1操作，而后使用CAS修改變量的值，如果設(shè)置失敗，則循環(huán)繼續(xù)嘗試，直到設(shè)置成功。
JDK8中的邏輯為：
public final long getAndIncrement() {
retrturn unsafe.getAndAddLong(this, valueOffset, 1L);
}
其中JDK8中的unsafe.getAndAddLong的代碼為：
public final long getAndAddLong(Object var1, long var2, long var4) {
long var6;
do {
var6 = this.getLongVolatile(var1, var2);
} while(!this.compareAndSwapLong(var1, var2, var6, var6 + var4));
return var6;
}
從中可以看到，JDK7中的AtomicLong中循環(huán)邏輯已經(jīng)被JDK8中的原子操作類Unsafe內(nèi)置了。
- boolean compareAndSet(long expect,long update)
public final boolean compareAndSet(long expect,long update)
{
return unsafe.compareAndSwapLong(this, valueOffset, expect, update);
}
函數(shù)在內(nèi)部調(diào)用了unsafe.compareAndSwapLong方法。如果原子變量中的value值等于expect，則使用update值更新該值并返回true，否則返回false。
到此這篇關(guān)于Java并發(fā)編程之原子操作類詳情的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java 原子操作類內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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