CompareAndSwap及java值传递

本文配置文章 java锁相关  食用效果更佳。

一、compareAndSwap

我们再来理解下，compareAndSwap指令，理解了这个指令也就理解Atomic* 系列类的核心实现原理

compareAndSwap的实现是由于它是cpu的一条指令：

       我们都知道cpu执行的最小单位是一条指令，如果一个操作能在一条指令内完成，那么它肯定是具有原子性的，单条指令自然也就不具有有序性的争议，至于内存可见性，我们可以通过 volatile关键字来实现，这也是 Atomic*类中用volatile的原因。

       其实基于compareAndSwap实现的锁，其核心是cpu提供的原子性指令compareAndSwap

    我们再来细细探究下该原子性操作的流程：

   1.从主内存读取addr的数据到缓存，在这里，读取内存中的值后是可以被打断的，因为相指令间并未通过其它机制来保证原子性

 

这中间是可以有其它操作的

 

   2.比较缓存中的数据与主内存的addr地址中的数据，若相等就执行 set操作并返回true，否则，不执行操作并返回false

由于1和2指令间不具有整体原子性，这也就会导致所谓的ABA问题，即当一个线程T在执行1后被打断，其它线程虽然改变了addr内的值，但在线程T执行2前又被改回成原来的值，这就会导致ABA问题，其实，这种问题主要还是要根据对具体场景来思考是否真的会产生实际影响。

    3.至于失败后，是重试还是其它，由上层决定。

二、java值传递

为什么java只有值传递呢？

protected final boolean compareAndSetState(int expect, int update) {
        // See below for intrinsics setup to support this
        return unsafe.compareAndSwapInt(this, stateOffset, expect, update);
    }
stateOffset = unsafe.objectFieldOffset
                (AbstractQueuedSynchronizer.class.getDeclaredField("state"));

    /**
     * The synchronization state.
     */
    private volatile int state;


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

// These methods are used when the compiler fails to generate inline
// versions of the compare-and-swap primitives.

jboolean
sun::misc::Unsafe::compareAndSwapInt (jobject obj, jlong offset,
				      jint expect, jint update)
{
  jint *addr = (jint *)((char *)obj + offset);
  return compareAndSwap (addr, expect, update);
}

通过上述JNI代码，不难理解 java引用中存储的是地址类型数据。

百科如下：

所谓引用传递是指在调用函数时将实际参数的地址传递到函数中，那么在函数中对参数所进行的修改，将影响到实际参数。

我们来看下这个图：

问题的核心是我们没法直接获取到引用的地址。当我们将引用作为参数传递时，其实质是传递的引用的值，而不是引用的地址，所以无论如何我们都无法更改原引用指向的对象。这与我们通过 int 类型传值是类似的。

但是，我们还是可以通过间接的手段来获取到引用的地址。通过引用的引用来获取及改变引用的地址都是可以的。其本质是，引用的引用是存放在堆上的。

对于java只有值传递，理解核心就行了，没必要纠结于概念。概念本身的目的就是为了解释本质的。