源码分析之AtomicInteger

AtomicInteger是java.util.concurrent.atomic包下的类，作用是提供原子操作Integer类。

我们知道在Java中，i++、++i这种操作并不是线程安全的。主要是因为类似于++操作会被编译为2条操作指令，而多线程环境下CPU在执行过程可能会中断切换到别的线程，无法保证2条操作指令的原子性，所以是线程不安全。针对这种情况，我们可能会想到利用synchronize关键字实现线程同步，保证++操作的原子性，的确这是一种有效的方法，但我们还有一种选择--AtomicInteger。

源码分析

首先先看一下AtomicInteger类的类变量。可以看出有个unsafe的类变量。

    // 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;

Unsafe类是用来在任意内存地址位置处读写数据，可见，对于普通用户来说，使用起来还是比较危险的。AtomicInteger类本质就是利用Unsafe.compareAndSwapInt这个CAS操作方法来保证Integer操作的原子性。

看一下AtomicInteger的对int的加法操作。

    /**
     * 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) {
        return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, delta) + delta;
    }

可以看出调用的是Unsafe类中的getAndAddInt方法，可以继续看看getAndAddInt的实现：

    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;
    }

    public final native boolean compareAndSwapInt(Object var1, long var2, int var4, int var5);

CAS有3个操作数，内存值V，旧的预期值A，要修改的新值B。当且仅当预期值A和内存值V相同时，将内存值V修改为B，否则什么都不做。AtomicInteger类实则是利用这一特性来保证操作的原子性，可以说通过CAS实现的。

CAS虽然可以解决原子性问题，但也有其他问题，因为CAS需要在操作值的时候检查下值有没有发生变化，如果没有发生变化则更新，但是如果一个值原来是A，变成了B，又变成了A，那么使用CAS进行检查时会发现它的值没有发生变化，但是实际上却变化了。