11、原子快照：并发编程中的内存状态捕捉机制

原子快照：并发编程中的内存状态捕捉机制

在并发编程的世界里，原子操作是确保数据一致性和线程安全的关键。我们已经了解了如何原子地读写单个寄存器的值，但如果需要同时原子地读取多个寄存器的值，该怎么办呢？这就引出了原子快照（Atomic Snapshots）的概念。

1. 原子快照概述

原子快照是一种用于构建原子寄存器数组瞬时视图的操作。其目标是实现一个无等待的快照，意味着一个线程可以在不延迟其他线程的情况下对内存进行瞬时快照。原子快照在备份或检查点等场景中非常有用。

原子快照的核心接口 Snapshot<T> 定义如下：

public interface Snapshot<T> {
    public void update(T v);
    public T[] scan();
}

• update(T v) 方法用于将值 v 写入调用线程在数组中的对应寄存器。
• scan() 方法则返回该数组的原子快照。

2. 无阻塞快照实现

我们首先从一个 SimpleSnapshot 类开始，其中 update() 方法是无等待的，但 scan() 方法是无阻塞的。

public