AtomicInteger

最新推荐文章于 2024-10-25 13:50:28 发布

DiCasear

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分类专栏： java 文章标签： java

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/DiCasear/article/details/78337840

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本文深入探讨了CAS算法的工作原理及其三个参数的作用，并详细解释了AtomicInteger类中getAndIncrement方法的实现方式，包括其背后的unsafe类及compareAndSwapInt方法的应用。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

1、CAS

CAS算法的过程是这样：它包含3个参数CAS(V,E,N)。V表示要更新的变量，E表示预期值，N表示新值。仅当V值等于E值时，才会将V的值设为N，如果V值和E值不同，则说明已经有其他线程做了更新，则当前线程什么都不做。最后，CAS返回当前V的真实值。CAS操作是抱着乐观的态度进行的，它总是认为自己可以成功完成操作。当多个线程同时使用CAS操作一个变量时，只有一个会胜出，并成功更新，其余均会失败。失败的线程不会被挂起，仅是被告知失败，并且允许再次尝试，当然也允许失败的线程放弃操作。基于这样的原理，CAS操作即时没有锁，也可以发现其他线程对当前线程的干扰，并进行恰当的处理。

我们会发现，CAS的步骤太多，有没有可能在判断V和E相同后，正要赋值时，切换了线程，更改了值。造成了数据不一致呢？

事实上，这个担心是多余的。CAS整一个操作过程是一个原子操作，它是由一条CPU指令完成的。

2、AtomicInteger

初始偏移量

private static final long valueOffset;

static {
    try {
        valueOffset = unsafe.objectFieldOffset
            (AtomicInteger.class.getDeclaredField("value"));
    } catch (Exception ex) { throw new Error(ex); }
}

自增

public final int getAndIncrement() {
    return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, 1);
}

unsafe.getAndAddInt：

把unsafe.compareAndSwapInt放到一个无限循环中，直到成功。compareAndSwapInt是一个native方法；

即底层的 CAS操作，表示如果var1对象偏移量为var2 的值等于var4则把它更新为var5 ；

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

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;
}

另一种实现方法：

public final boolean compareAndSet(int expect, int update) {
    return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);
}

public final int getAndIncrement() {
    for (;;) {
        int current = get();
        int next = current + 1;
        if (compareAndSet(current, next))
            return current;
    }
}