JDK AtomicInteger 源码分析

来源：互联网发布：第四十一知乎编辑：程序博客网时间：2024/04/29 20:56

@(JDK)[AtomicInteger]

JDK AtomicInteger 源码分析

Unsafe

实例化

Unsafe在创建实例的时候，不能仅仅通过new Unsafe()或者Unsafe.getUnsafe()来获取，因为Java会进行安全校验，只有信任的代码，才能够获取实例。

@CallerSensitivepublic static Unsafe getUnsafe() {    Class var0 = Reflection.getCallerClass();    if(var0.getClassLoader() != null) {        throw new SecurityException("Unsafe");    } else {        return theUnsafe;    }}

要达到上述对应的ClassLoader为空，只有通过BootStrapLoader来加载才可以。（可以通过bootclasspath实现）
java -Xbootclasspath:/usr/jdk1.7.0/jre/lib/rt.jar:. com.mishadoff.magic.UnsafeClient

Unsafe里面有一个静态变量，theUnsafe，另一种方式就是通过反射来获取该实例。
private static final Unsafe theUnsafe;

Field theUnsafe = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");theUnsafe.setAccessible(true);Unsafe unsafe = (Unsafe) theUnsafe.get(null);

避免初始化

可以使用allocateInstance方法来绕过构造方法的调用。

public class UnsafeDemo {    private UnsafeDemo() {        throw new IllegalStateException("非法访问");    }    public static void main(String[] args)        throws Exception {        Field theUnsafe = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");        theUnsafe.setAccessible(true);        Unsafe unsafe = (Unsafe) theUnsafe.get(null);        System.out.println(unsafe.allocateInstance(UnsafeDemo.class));    }}

并发

可以通过Unsafe. compareAndSwap方法来实现Lock-free数据结构。使用的时候一般都会采用while循环在等待（Spin Lock），以及volatile来对内存数据变更能及时反应出来，在JDK里面AtomicInteger等应用到了。

字段的偏移

可以通过unsafe.objectFieldOffset来获取类的字段偏移，一般可以和Unsafe. compareAndSwap结合来使用。
如：

valueOffset = unsafe.objectFieldOffset(AtomicInteger.class.getDeclaredField("value"))unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update)

AtomicInteger

字段变量

在AtomicInteger里面，主要通过使用CAS和volatile来实现。

public class AtomicInteger extends Number implements java.io.Serializable {    private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();    // value字段的偏移，用于compareAndSwapInt方法    private static final long valueOffset;    // 这里volatile用于在并发的时候变更值，能够及时的反应到其它线程    private volatile int value;}

具体方法

getAndSet

public final int getAndSet(int newValue) {    /* 这里就用到了循环来控制，直到成功，类似自旋锁的方式，在冲突不大的情况下，性能会得到比较好的提升，但是同时也会比较耗CPU，因为是在一直在尝试。同时，在冲突比较大的时候，建议还是使用Lock */    for (;;) {        int current = get();        if (compareAndSet(current, newValue))            return current;    }}

compareAndSet/weakCompareAndSet

这两个方法，和上面的区别在于只会调用一次，那么就需要开发者考虑失败的情况。

public final boolean compareAndSet(int expect, int update) {    return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);}

参考资料

Unsafe:

http://www.docjar.com/html/api/sun/misc/Unsafe.java.html
http://mishadoff.com/blog/java-magic-part-4-sun-dot-misc-dot-unsafe/
http://www.javaworld.com/article/2952869/java-platform/understanding-sun-misc-unsafe.html

CAS

https://en.wikipedia.org/wiki/Test-and-set
https://en.wikipedia.org/wiki/Volatile_(computer_programming)
https://en.wikipedia.org/wiki/ABA_problem
http://ifeve.com/better_atomicinteger/

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