java volatile应用之 AtomicInteger
来源:互联网 发布:北京java工资水平 编辑:程序博客网 时间:2024/06/07 02:37
通过前一篇文章《Java Volatile》我们知道,volatile修饰的变量,线程不进行缓存,而是直接访问,但是要想保证多线程访问该变量时,线程安全,只有满足条件:操作是原子;
上篇中的i++,就是例子,他不是一个原子操作,所以不能保证多线程同时访问变量时,值的正确性;
本篇文章主要介绍 AtomicInteger的提供的访问方法和为什么它没有使用synchronized关键字也能保证多线程安全;
1 AtomicInteger常用方法
int get()void set(int newValue)int getAndSet(int newValue)int getAndIncrement()int getAndDecrement()int setAndGet(int newValue)int incrementAndGet()int decrementAndGet()
2 为什么AtomicInteger能保证多线程访问安全?
首先看看它的源代码:
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; /** * Creates a new AtomicInteger with the given initial value. * * @param initialValue the initial value */ public AtomicInteger(int initialValue) { value = initialValue; } /** * Creates a new AtomicInteger with initial value {@code 0}. */ public AtomicInteger() { } /** * Gets the current value. * * @return the current value */ public final int get() { return value; } /** * Sets to the given value. * * @param newValue the new value */ public final void set(int newValue) { value = newValue; } /** * Eventually sets to the given value. * * @param newValue the new value * @since 1.6 */ public final void lazySet(int newValue) { unsafe.putOrderedInt(this, valueOffset, newValue); } /** * Atomically sets to the given value and returns the old value. * * @param newValue the new value * @return the previous value */ public final int getAndSet(int newValue) { for (;;) { int current = get(); if (compareAndSet(current, newValue)) return current; } } /** * 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); } /** * Atomically increments by one the current value. * * @return the previous value */ public final int getAndIncrement() { for (;;) { int current = get(); int next = current + 1; if (compareAndSet(current, next)) return current; } } /** * Atomically decrements by one the current value. * * @return the previous value */ public final int getAndDecrement() { for (;;) { int current = get(); int next = current - 1; if (compareAndSet(current, next)) return current; } } /** * Atomically adds the given value to the current value. * * @param delta the value to add * @return the previous value */ public final int getAndAdd(int delta) { for (;;) { int current = get(); int next = current + delta; if (compareAndSet(current, next)) return current; } } /** * Atomically increments by one the current value. * * @return the updated value */ public final int incrementAndGet() { for (;;) { int current = get(); int next = current + 1; if (compareAndSet(current, next)) return next; } } /** * Atomically decrements by one the current value. * * @return the updated value */ public final int decrementAndGet() { for (;;) { int current = get(); int next = current - 1; if (compareAndSet(current, next)) return next; } } /** * Atomically adds the given value to the current value. * * @param delta the value to add * @return the updated value */ public final int addAndGet(int delta) { for (;;) { int current = get(); int next = current + delta; if (compareAndSet(current, next)) return next; } } /** * Returns the String representation of the current value. * @return the String representation of the current value. */ public String toString() { return Integer.toString(get()); } public int intValue() { return get(); } public long longValue() { return (long)get(); } public float floatValue() { return (float)get(); } public double doubleValue() { return (double)get(); }}从上面源代码可知,对于计数变量value使用了volatile关键字,就是说线程在访问value时不缓存相应的值,而是直接访问堆中value的值,但是怎样保证修改它的值的操作是原子性的操作呢,看看函数 getAndIncrement()就知道了。
/** * Atomically increments by one the current value. * * @return the previous value */ public final int getAndIncrement() { for (;;) { int current = get(); int next = current + 1; if (compareAndSet(current, next)) return current; } }
- current = get(); 获取变量value的值,该步骤是原子性的,安全;
- 在线程中加1,存储到临时变量next中,不修改原始值,安全;
- compareAndSet(current, next) 这步就是最关键的一步,比较value的值是否和上一次取得的current值是否相等,相等就赋值,不相当就返回,循环;
compareAndSet(current, next) 调用了Unsafe类的compareAndSet方法来实现,它通过native c++方法来实现了底层操作的原子性,所以能保证多线程安全;
对于 sun.misc.Unsafe的具体分析和源码,见下面:
什么是Compare And Swap(CAS)?简单的说就是比较并交换。
CAS 操作包含三个操作数 —— 内存位置(V)、预期原值(A)和新值(B)。如果内存位置的值与预期原值相匹配,那么处理器会自动将该位置值更新为新值。否则,处理器不做任何操作。无论哪种情况,它都会在 CAS 指令之前返回该位置的值。CAS 有效地说明了“我认为位置 V 应该包含值 A;如果包含该值,则将 B 放到这个位置;否则,不要更改该位置,只告诉我这个位置现在的值即可。” Java并发包(java.util.concurrent)中大量使用了CAS操作,涉及到并发的地方都调用了sun.misc.Unsafe类方法进行CAS操作。
在看一下volatile, Volatile修饰的成员变量在每次被线程访问时,都强迫从共享内存中重读该成员变量的值。而且,当成员变量发生变化时,强迫线程将变化值回写到共享内存。这样在任何时刻,两个不同的线程总是看到某个成员变量的值是相同的,更简单一点理解就是volatile修饰的变量值发生变化时对于另外的线程是可见的。
如何正确使用volatile可以参考下面这篇文章:
http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-jtp06197.html Java 理论与实践: 正确使用 Volatile 变量
下面来看看java中具体的CAS操作类sun.misc.Unsafe。Unsafe类提供了硬件级别的原子操作,Java无法直接访问到操作系统底层(如系统硬件等),为此Java使用native方法来扩展Java程序的功能。具体实现使用c++,详见文件sun.misc.natUnsafe.cc();sun.misc包的源代码可以在这里找到:
http://www.oschina.net/code/explore/gcc-4.5.2/libjava/sun/misc
- java volatile应用之 AtomicInteger
- Volatile、AtomicInteger、java并发
- Java多线程之原子性 volatile、atomicInteger、synchronized测试
- volatile AtomicInteger java多线程操作 原子性
- Java基础之AtomicInteger
- Java线程之三 AtomicInteger
- java 并发之AtomicBoolean、AtomicInteger
- java AtomicInteger 源码之CAS
- Java自增原子性问题(测试Volatile、AtomicInteger)
- Java自增原子性问题(测试Volatile、AtomicInteger)
- AtomicInteger与Volatile修饰
- Java之voliate, synchronized, AtomicInteger使用
- Java的多线程编程模型之AtomicInteger
- Java之voliate, synchronized, AtomicInteger使用
- Java之voliate, synchronized, AtomicInteger使用
- Java并发之AtomicInteger源码分析
- Java之voliate, synchronized, AtomicInteger使用
- java中Atomic类之AtomicInteger-api
- 【JavaMe开发:绘制文本框TextEdit 】
- Sys节点相关
- pdf文档解析的研究
- 安静的力量:内向者的静争力
- 生成不重复随机数
- java volatile应用之 AtomicInteger
- stringByReplacingCharactersInRange: withString: 實現字符串删除,替换
- uva 116 动态规划-单向TSP(输出结果字典序)
- URAL 1037. Memory Management (模拟)
- Linux内核网络协议栈8—socket监听
- VB.net 临时表实现限制用户重复登录
- location.hash详解
- 玩转robots协议
- Windows 系统磁盘克隆