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java中Atomic变量的实现原理是怎么样的( 六 )


java中Atomic变量的实现原理是怎么样的


标量类：AtomicBoolean，AtomicInteger，AtomicLong，AtomicReference数组类：AtomicIntegerArray，AtomicLongArray，AtomicReferenceArray更新器类：AtomicLongFieldUpdater，AtomicIntegerFieldUpdater，AtomicReferenceFieldUpdater复合变量类：AtomicMarkableReference，AtomicStampedReference
第一组AtomicBoolean，AtomicInteger，AtomicLong，AtomicReference这四种基本类型用来处理布尔，整数，长整数，对象四种数据，其内部实现不是简单的使用synchronized，而是一个更为高效的方式CAS (compare and swap) + volatile和native方法，从而避免了synchronized的高开销，执行效率大为提升。我们来看个例子，与我们平时i++所对应的原子操作为：getAndIncrement()
public static void main(String args) { AtomicInteger ai = new AtomicInteger(); System.out.println(ai); ai.getAndIncrement(); System.out.println(ai); } 我们可以看一下AtomicInteger的实现：
/** * Atomically increments by one the current value. * * @return the previous value */ public final int getAndIncrement() { return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, 1); } 这里直接调用一个叫Unsafe的类去处理，看来我们还需要继续看一下unsafe类的源码了。JDK8中sun.misc下UnSafe类，
从源码注释得知，这个类是用于执行低级别、不安全操作的方法集合。尽管这个类和所有的方法都是公开的（public），但是这个类的使用仍然受限，你无法在自己的java程序中直接使用该类，因为只有授信的代码才能获得该类的实例。所以我们平时的代码是无法使用这个类的，因为其设计的操作过于偏底层，如若操作不慎可能会带来很大的灾难，所以直接禁止普通代码的访问，当然JDK使用是没有问题的。
Atomic中的CAS从前面的解释得知，CAS的原理是拿期望的值和原本的一个值作比较，如果相同则更新成新的值，此处这个“原本的一个值”怎么来，我们看看AtomicInteger里的实现：
// 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); } }
/** * Report the location of a given static field, in conjunction with {@link * #staticFieldBase}. * \u0026lt;p\u0026gt;Do not expect to perform any sort of arithmetic on this offset; * it is just a cookie which is passed to the unsafe heap memory accessors. * * \u0026lt;p\u0026gt;Any given field will always have the same offset, and no two distinct * fields of the same class will ever have the same offset. * * \u0026lt;p\u0026gt;As of 1.4.1, offsets for fields are represented as long values, * although the Sun JVM does not use the most significant 32 bits. * It is hard to imagine a JVM technology which needs more than * a few bits to encode an offset within a non-array object, * However, for consistency with other methods in this class, * this method reports its result as a long value. * @see #getInt(Object, long) */ public native long objectFieldOffset(Field f); 这个方法是用来拿到我们上文提到的这个“原来的值”的内存地址。是一个本地方法，返回值是valueOffset。它的参数field就是AtomicInteger里定义的value属性：


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