AtomicBoolean类解析
一、变量含义
AtomicBoolean主要原子操作boolean类型数据。下面第二行valueOffset记录了value变量的内存地址,用于原子操作value的值。后面会说到compareAndSet等方法都会用到这个内存地址。我们可以看到static方法里面利用unsafe的objectFieldOffset方法获取了字段内存地址。
private static final Unsafeunsafe = Unsafe.getUnsafe();
private static final long valueOffset;
static {
try {
valueOffset =unsafe.objectFieldOffset
(AtomicBoolean.class.getDeclaredField("value"));
}catch (Exception ex) {throw new Error(ex); }
}
private volatile int value;
value被定义为volatile变量,volatile具有可见性、有序性,不具备原子性,主要是为了解决多线程对同一个变量的读写并发问题。
原子性:也就是操作事原子性的,不会出现修改了一半的情况,这好理解。
可见性:多个线程同时并发修改这个value,各个线程也可以实时读取到修改后的值。
有序性:这里主要针对编译器和处理器对指令进行重排序,也就是volatile修饰的变量不会出现指令重排序,其他例如通过synchronized和Lock也可以保证有序性。
二、原子性与CAS
那么问题来了,既然value能够保证原子性,那么下面的结果是10000吗?
public class Test {
public volatile int inc = 0;
public void increase() {
inc++;
}
public static void main(String[] args) {
final Test test = new Test();
for(int i=0;i<10;i++){
new Thread(){
public void run() {
for(int j=0;j<1000;j++)
test.increase();
};
}.start();
}
while(Thread.activeCount()>1) //保证前面的线程都执行完
Thread.yield();
System.out.println(test.inc);
}
}
答案是不行,原因是上面说的原子性指的“读”是原子性的,不包括写。AtomicBoolean通过compareAndSet方法来保证写操作的原子性,如下代码所示,设置变量value值为为u,并要求变量当前值为e
public final boolean compareAndSet(boolean expect, boolean update) {
int e = expect ?1 :0;
int u = update ?1 :0;
return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, e, u);
}
使用了CAS操作,最终调用了unsafe的compareAndSwapInt方法
/***
* Compares the value of the integer field at the specified offset
* in the supplied object with the given expected value, and updates
* it if they match. The operation of this method should be atomic,
* thus providing an uninterruptible way of updating an integer field.
* 在obj的offset位置比较integer field和期望的值,如果相同则更新。这个方法
* 的操作应该是原子的,因此提供了一种不可中断的方式更新integer field。
*
* @param obj the object containing the field to modify.
* 包含要修改field的对象
* @param offset the offset of the integer field within <code>obj</code>.
* <code>obj</code>中整型field的偏移量
* @param expect the expected value of the field.
* 希望field中存在的值
* @param update the new value of the field if it equals <code>expect</code>.
* 如果期望值expect与field的当前值相同,设置filed的值为这个新值
* @return true if the field was changed.
* 如果field的值被更改
*/
public native boolean compareAndSwapInt(Object obj, long offset, intexpect, int update);
set(boolean newValue)和lazySet(boolean newValue)方法比较有意思。set方法好理解,lazySet使用了putOrderedInt方法,其实就是就是不使用内存屏障,修改后,不对其它线程理解可见,是对上面compareAndSwapInt功能的弱化
/**
* Unconditionally sets to the given value.
*
* @param newValue the new value
*/
public final void set(boolean newValue) {
value = newValue ?1 :0;
}
/**
* Eventually sets to the given value.
*
* @param newValue the new value
* @since 1.6
*/
public final void lazySet(boolean newValue) {
int v = newValue ?1 :0;
unsafe.putOrderedInt(this, valueOffset, v);
}
另外还有weakCompareAndSet看名字就知道是一个不保证返回结果的方法,jdk暂未实现。