• AtomicInteger的并发处理


    JDK1.5之后的java.util.concurrent.atomic包里,多了一批原子处理类。主要用于在高并发环境下的高效程序处理。

    网上关于这个原理介绍的比较靠谱的一片文章是出自IBM工程师的一篇:

    流行的原子

    值得一看。

    这里,我们来看看AtomicInteger是如何使用非阻塞算法来实现并发控制的。

    AtomicInteger的关键域只有一下3个:

    Java代码  收藏代码
    1. // setup to use Unsafe.compareAndSwapInt for updates  
    2. private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();  
    3. private static final long valueOffset;  
    4. private volatile int value;  

     这里, unsafe是java提供的获得对对象内存地址访问的类,注释已经清楚的写出了,它的作用就是在更新操作时提供“比较并替换”的作用。实际上就是AtomicInteger中的一个工具。

    valueOffset是用来记录value本身在内存的便宜地址的,这个记录,也主要是为了在更新操作在内存中找到value的位置,方便比较。

    注意:value是用来存储整数的时间变量,这里被声明为volatile,就是为了保证在更新操作时,当前线程可以拿到value最新的值(并发环境下,value可能已经被其他线程更新了)。

    这里,我们以自增的代码为例,可以看到这个并发控制的核心算法:

    Java代码  收藏代码
    1.    /** 
    2.     * Atomically increments by one the current value. 
    3.     * 
    4.     * @return the updated value 
    5.     */  
    6.    public final int incrementAndGet() {  
    7.        for (;;) {  
    8.            //这里可以拿到value的最新值  
    9.            int current = get();  
    10.            int next = current + 1;  
    11.            if (compareAndSet(current, next))  
    12.                return next;  
    13.        }  
    14.    }  
    15.   
    16.    public final boolean compareAndSet(int expect, int update) {  
    17.        //使用unsafe的native方法,实现高效的硬件级别CAS  
    18. return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);  
    19.    }  

     好了,看到这个代码,基本上就看到这个类的核心了。相对来说,其实这个类还是比较简单的。

    看到网上一些资料对这个类的一些问题,这里简要摘录几个关键的,尝试解答一下:

    1、为什么AtomicInteger里面的compareAndSet和weakCompareAndSet方法实现完全一样,注释说明却不同?

    这个问题,一个老外的回答比较靠谱,这里给出链接:the difference between compareAndSet and weakCompareAndSet 。核心观点就是人家保留更改这个实现的权利。现在一样可能是暂时的,将来可能会不一样,所以使用接口时,还是按照人家接口说明来吧。

    2、他比直接使用传统的java锁机制(阻塞的)有什么好处?

    最大的好处就是可以避免多线程的优先级倒置和死锁情况的发生,当然高并发下的性能提升也是很重要的。

    3、使用了他,并发环境下就一定没问题了吗?

    这个还真未必!这个在上面那篇《流行的原子》文章中也提到了的ABA问题。在某些场景下,可能会造成业务问题。但是多数的场景(比如高效的计数器实现)是不用担心这个问题的。

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