Java高并发之无锁与Atomic源码分析(2)

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread[] ts = new Thread[10];
        for (int k = 0; k < 10; k++) {
            ts[k] = new Thread(new AddThread());
        }
        for (int k = 0; k < 10; k++) {
            ts[k].start();
        }
        for (int k = 0; k < 10; k++) {
            ts[k].join();
        }
        System.out.println(i);
    }
}

Unsafe

Unsafe类是在sun.misc包下, 可以用于一些非安全的操作，比如：

根据偏移量设置值, 线程park(), 底层的CAS操作等等.

1 // 获取类实例中变量的偏移量
2 valueOffset = unsafe.objectFieldOffset(AtomicInteger.class.getDeclaredField("value"));
3 // 基于偏移量对值进行操作
4 unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);

主要接口

// 获得给定对象偏移量上的int值
public native int getInt(Object o, long offset);
// 设置给定对象偏移量上的int值
public native void putInt(Object o, long offset, int x);
// 获得字段在对象中的偏移量
public native long objectFieldOffset(Field f);
// 设置给定对象的int值，使用volatile语义
public native void putIntVolatile(Object o, long offset, int x);
// 获得给定对象对象的int值，使用volatile语义
public native int getIntVolatile(Object o, long offset);
// 和putIntVolatile()一样，但是它要求被操作字段就是volatile类型的
public native void putOrderedInt(Object o, long offset, int x);

AtomicReference

与AtomicInteger类似, 只是里面封装了一个对象, 而不是int, 对引用进行修改

主要接口

1 get()
2 set(V)
3 compareAndSet()
4 getAndSet(V)

Demo

使用10个线程, 同时尝试修改AtomicReference中的String, 最终只有一个线程可以成功.

import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference;

public class AtomicReferenceTest {
    public final static AtomicReference<String> attxnicStr = new AtomicReference<String>("abc");

public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread() {
                public void run() {
                    try {
                        Thread.sleep(Math.abs((int) (Math.random() * 100)));
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    if (attxnicStr.compareAndSet("abc", "def")) {
                        System.out.println("Thread:" + Thread.currentThread().getId() + " change value to " + attxnicStr.get());
                    } else {
                        System.out.println("Thread:" + Thread.currentThread().getId() + " change failed!");
                    }
                }
            }.start();
        }
    }
}

AtomicStampedReference

也是封装了一个引用, 主要解决ABA问题.

ABA问题

线程一准备用CAS将变量的值由A替换为B, 在此之前线程二将变量的值由A替换为C, 线程三又将C替换为A, 然后线程一执行CAS时发现变量的值仍然为A, 所以线程一CAS成功.

主要接口

// 比较设置 参数依次为：期望值 写入新值 期望时间戳 新时间戳
public boolean compareAndSet(V expectedReference,V newReference,int expectedStamp,int newStamp)
// 获得当前对象引用
public V getReference()
// 获得当前时间戳
public int getStamp()
// 设置当前对象引用和时间戳
public void set(V newReference, int newStamp)

源码分析

// 内部封装了一个Pair对象, 每次对对象操作的时候, stamp + 1
    private static class Pair<T> {
        final T reference;
        final int stamp;
        private Pair(T reference, int stamp) {
            this.reference = reference;
            this.stamp = stamp;
        }
        static <T> Pair<T> of(T reference, int stamp) {
            return new Pair<T>(reference, stamp);
        }
    }

private volatile Pair<V> pair;