Java并发核心_Java并发核心浅谈

Java并发的核心就是 j.u.c 包，而 j.u.c 的核心是AbstractQueuedSynchronizer抽象队列同步器，简称 AQS，一些锁啊！信号量啊！循环屏障啊！都是基于AQS。而 AQS 又是基于Unsafe的一系列compareAndSwap，所以理解了这块，并发不再是问题！

先解释下何为compareAndSwap就拿AtomicInteger先开刀：

// 实际操作的值

private volatile int value;

// value 的偏移量 因为 int 是32位，知道首部地址就可以了

private static final long valueOffset;

// 静态初始化块，通过虚拟机提供的接口，获得 valueOffset

static {

try {

valueOffset = unsafe.objectFieldOffset

(AtomicInteger.class.getDeclaredField("value"));

} catch (Exception ex) { throw new Error(ex); }

}

// 只是个封装方法，起作用的代码并不在这

// 值得注意的是显式的 this 和第三个参数 1

public final int getAndIncrement() {

return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, 1);

}

// 以下是 Unsafe 类 可以直接访问内存地址，类似指针，所以不安全

// o getAndIncrement()传入的 this，也就是 AtomicInteger 实例对象

// offset 内存首部偏移量

// delta 就是那个 1

// 应该是希腊字母 δ /'delt?/ delta 变化量，化学反应中的加热，屈光度，一元二次方程中的判别式

// 佩服

public final int getAndAddInt(Object o, long offset, int delta) {

int v;

do {

v = getIntVolatile(o, offset);

} while (!compareAndSwapInt(o, offset, v, v + delta));

return v;

}

// 从堆内存获取最新的 value

// 如果不明白，可以先了解下 JMM 和 volatile

public native int getIntVolatile(Object o, long offset);

// expected 就是这个 v = getIntVolatile(o, offset);

// 意思就是，我给你这个最新的 value，它要是现在 在内存中还是这个值 那你就返回 true，并且把这块内存上值更新为 x

// 不然的话，我就一直 while (!compareAndSwapInt(o, offset, v, v + delta));

// 相当于自旋锁 活锁，不要被高大上的术语吓到 就是活的循环，不会像死锁那样线程 hang 住

public final native boolean compareAndSwapInt(Object o, long offset, int expected, int x);

第二刀就拿ReentrantLock开刀好了，这几个类中的同步，由于方法和功能不一，细节处理上可能不一样。但是，原理都是一样的，离不开上述的CAS

// The synchronization state. 官方注释

// 我简单解释一下，synchronized 原理是给加锁的对象 加上一个 monitorenter 和 monitorexit 的指令

// 当某个线程进入加锁的代码(实际上应该是拿到被加锁的对象在内存的引用地址)

// 会执行 monitorenter 然后将 monitor 置为1，当别的线程访问该内存时，发现 monitor 不为 0

// 所以其它线程无法获得 monitor，直到占有 monitor 的线程 monitorexit 将 monitor 减1

// 如果占有 monitor 的线程 重复进入，monitor 是可以一直累加的

// 了解了 synchronized 工作原理，就会明白为什么会有诸如 nonfairTryAcquire(1) release(1) 的方法

// 这是 AbstractQueuedSynchronizer 类中的字段

// 因为 ReentrantLock 中的内部类 Sync 继承于 AQS

private volatile int state;

// tryLock why ?

// 因为不同于 synchronized 的悲观(我才不管你是不是并发，多线程，声明了，我就加锁)

// 所以 ReentrantLock 我先 try 一 try 吧！万一不是多线程并发呢！??

public boolean tryLock() {

// 加锁 加 1

return sync.nonfairTryAcquire(1);

}

final boolean nonfairTryAcquire(int acquires) {

final Thread current = Thread.currentThread();

int c = getState();

// 0 的话 说明没有线程占有

// 可以获得锁

if (c == 0) {

// 这个和上面的 AtomicInteger 一样

if (compareAndSetState(0, acquires)) {

// 设置当前占有锁的线程

setExclusiveOwnerThread(current);

return true;

}

}

else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {

int nextc = c + acquires;

// 看见没，锁的计数有可能会有问题

// 因为一直累计，指不定就加到 int 上限转负数了

if (nextc < 0) // overflow

throw new Error("Maximum lock count exceeded");

// 不为 0 更新 state

setState(nextc);

return true;

}

return false;

}

// AbstractOwnableSynchronizer 类

// The current owner of exclusive mode synchronization.

// 排它锁 独占锁 写锁 都一个意思 锁的当前持有线程

private transient Thread exclusiveOwnerThread;

总结一下：

真正的大师，从代码里可以看出对于细节的处理，以及对于我等代码阅读者的友好

大道至简，谁能想到 Java 的并发支持是基于一些加 1 减 1 的运算