3.9 Atomic
Atomic即原子操作,java中所有原子性操作在java.util.concurrent.atomic包下,原子性操作是執行緒安全的,其內部實作是有JVM提供,并非Java自身的實作,而Java并發包中的實作也是基于CAS(Compare And Swap),下邊以AtomicInteger為例,說明原子性操作的實作原理,
3.9.1 AtomicInteger

和Integer類一樣,AtomicInteger也是抽象類Number的子類,
3.9.2 AtomicInteger的組成
// setup to use Unsafe.compareAndSwapInt for updates
//獲取到unsafe實體,該實體用于CAS操作
private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();
//和value的型別不同
private static final long valueOffset;
static {
try {
valueOffset = unsafe.objectFieldOffset
(AtomicInteger.class.getDeclaredField("value"));
} catch (Exception ex) { throw new Error(ex); }
}
//存放值
private volatile int value;
3.9.3 AtomicInteger Set方法
直接set,因為 賦值運算本身就是原子性操作,直接set會賦值給value,而該value本身加了volatile關鍵字,不會發生指令重排,所以一定是執行緒安全的,
/**
* Sets to the given value.
*
* @param newValue the new value
*/
public final void set(int newValue) {
value = newValue;
}
getAndSet方法,使用的是unsafe的getAndSetInt方法,注意這兒傳入的是當前物件,valueOffeset值,和新值,
public final int getAndSet(int newValue) {
return unsafe.getAndSetInt(this, valueOffset, newValue);
}
Unsafe中的getAndSetInt方法,Unsafe呼叫了自身的getIntVolatile方法和compareAndSwapInt方法,這兩個方法都是native方法,其實作在jdk中jvm部分原始碼里,Unsafe的原始碼在jvm原始碼的src/hotspot/share/prims/unsafe.cpp可以看到,
public final int getAndSetInt(Object var1, long var2, int var4) {
int var5;
do {
var5 = this.getIntVolatile(var1, var2);
} while(!this.compareAndSwapInt(var1, var2, var5, var4));
return var5;
}
Unsafe.cpp中的get_volatile()方法,注意該方法中的addr()方法,該方法獲取了該偏移量的地址,即使用的是地址的參考,getIntVolatile(var1, var2)此處var1是傳入的AtomicInteger的當前實體,var2傳入的是valueOffset,所以此處獲取的是該值的參考,所以getAndSetInt方法才能通過參考修改參考值,
再看compareAndSwapInt(var1, var2, var5, var4)方法,var1是傳入的物件,var2是傳入的offsetValue,var5是獲取到的當前記憶體值,var4是要修改的新值,該方法就是具體CAS修改的方法,
T get_volatile() {
if (_obj == NULL) {
GuardUnsafeAccess guard(_thread);
volatile T ret = RawAccess<MO_SEQ_CST>::load(addr());
return normalize_for_read(ret);
} else {
T ret = HeapAccess<MO_SEQ_CST>::load_at(_obj, _offset);
return normalize_for_read(ret);
}
}
volatile T* addr() {
void* addr = index_oop_from_field_offset_long(_obj, _offset);
return static_cast<volatile T*>(addr);
}
關于Unsafe中的compareAndSwapInt方法如下,該方法是實作CAS操作的邏輯,CAS的實作在hotspot/share/vm/runtime/atomic.hpp里的atomic_cmpxchg方法可以看到,此就不再深入了,筆者雖然看了,不過實在肛不動了,此處待諸君深入,也當筆者留下的一個問題,
UNSAFE_ENTRY(jboolean, Unsafe_CompareAndSetInt(JNIEnv *env, jobject unsafe, jobject obj, jlong offset, jint e, jint x)) {
oop p = JNIHandles::resolve(obj);
GuardUnsafeAccess guard(thread);
if (p == NULL) {
volatile jint* addr = (volatile jint*)index_oop_from_field_offset_long(p, offset);
return RawAccess<>::atomic_cmpxchg(addr, e, x) == e;
} else {
assert_field_offset_sane(p, offset);
return HeapAccess<>::atomic_cmpxchg_at(p, (ptrdiff_t)offset, e, x) == e;
}
} UNSAFE_END
3.9.1 AtomicInteger Get方法
Get方法就簡單多了,直接獲取當前值value,此處有疑問為什么set操作傳入的是valueOffset值,獲取的確是value呢?有這樣問題的可以再將筆者上邊看一下,
public final int get() {
return value;
}
感謝閱讀,歡迎一鍵三連和筆者討論,
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