原子类AtomicInteger
在Java中,有很多方法可以保证多线程下数据的安全,AtomicXXXX这些类就是其中的一种,原子类,可以保证每一步操作都是原子操作。这次就对AtomicInteger的源码进行学习。
首先看一下这个类的类变量和成员变量:
//类变量 unsafe类【java不能直接访问操作系统底层,而是通过本地方法来访问。Unsafe类提供了硬件级别的原子操作】
//这里的这个变量就是用来进行cpu级别的原子操作。
private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();
//这个变量实际上是由下面的static块来赋值的,可以由赋值看出来,这个值是下面的value属性在每个AtomikInteger对象中的位置偏移量,用这个值既可以找到在具体每个对象的内存中的内存地址。
private static final long valueOffset;
static {
try {
valueOffset = unsafe.objectFieldOffset
(AtomicInteger.class.getDeclaredField("value"));
} catch (Exception ex) { throw new Error(ex); }
}
//volatile修饰,AtomicInteger的值,在直接内存中,多个线程下可以直接获取值。
private volatile int value;
看完了这个类的内部的变量,其实大概可以猜到这个类怎么完成的原子操作了,使用volatile修饰的value来存储值,保证每个线程都可以随时读到值,然后每一步操作都使用CAS(compare and swap)这样即可以保证一直能原子写入,下面来看看源码到底是不是这样。
来看一下incrementAndGet这个方法,实际上就是++i的操作,但是保证原子性。
public final int incrementAndGet() {
//用get出来的值+1,前面的方法是unsafe中实现的 i++。对value属性进行操作。
return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, 1) + 1;
}
//Unsafe中的。这个方法可以看到一直在做do-while,直到CAS成功(获取AtomicInteger对象上的value属性,然后CAS检查保证值是var5的时候将他变成var5+1)。
//其中getIntVolatile和compareAndSwapInt 都是native方法,用C写的。CAS底层貌似是使用了cpu的cpxchg(compare*change)。
public final int getAndAddInt(Object var1, long var2, int var4) {
int var5;
do {
var5 = this.getIntVolatile(var1, var2);
} while(!this.compareAndSwapInt(var1, var2, var5, var5 + var4));
return var5;
}
总结
所有其他的方法都大同小异,使用volatile修饰的value来存储值,保证每个线程都可以随时读到值,然后每一步操作都使用CAS(compare and swap)这样即可以保证原子写入。