Java多线程系列--“JUC原子类”04之 AtomicReference原子类

概要

本章对AtomicReference引用类型的原子类进行介绍。内容包括： 
AtomicReference介绍和函数列表 
AtomicReference源码分析(基于JDK1.7.0_40) 
AtomicReference示例

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AtomicReference介绍和函数列表

AtomicReference是作用是对"对象"进行原子操作。

AtomicReference函数列表

// 使用 null 初始值创建新的 AtomicReference。
AtomicReference()
// 使用给定的初始值创建新的 AtomicReference。
AtomicReference(V initialValue)

// 如果当前值 == 预期值，则以原子方式将该值设置为给定的更新值。
boolean compareAndSet(V expect, V update)
// 获取当前值。
V get()
// 以原子方式设置为给定值，并返回旧值。
V getAndSet(V newValue)
// 最终设置为给定值。
void lazySet(V newValue)
// 设置为给定值。
void set(V newValue)
// 返回当前值的字符串表示形式。
String toString()
// 如果当前值 == 预期值，则以原子方式将该值设置为给定的更新值。
boolean weakCompareAndSet(V expect, V update)

AtomicReference源码分析(基于JDK1.7.0_40)

在JDK1.7.0_40中AtomicReference.java的源码如下：

public class AtomicReference<V>  implements java.io.Serializable {
private static final long serialVersionUID = -1848883965231344442L;

// 获取Unsafe对象，Unsafe的作用是提供CAS操作
private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();
private static final long valueOffset;

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

// volatile类型
private volatile V value;

public AtomicReference(V initialValue) {
value = initialValue;
}

public AtomicReference() {
}

public final V get() {
return value;
}

public final void set(V newValue) {
value = newValue;
}

public final void lazySet(V newValue) {
unsafe.putOrderedObject(this, valueOffset, newValue);
}

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

public final boolean weakCompareAndSet(V expect, V update) {
return unsafe.compareAndSwapObject(this, valueOffset, expect, update);
}

public final V getAndSet(V newValue) {
while (true) {
V x = get();
if (compareAndSet(x, newValue))
return x;
}
}

public String toString() {
return String.valueOf(get());
}
}

说明 ： 

AtomicReference的源码比较简单。它是通过"volatile"和"Unsafe提供的CAS函数实现"原子操作。 

(01) value是volatile类型。这保证了：当某线程修改value的值时，其他线程看到的value值都是最新的value值，即修改之后的volatile的值。 

(02) 通过CAS设置value。这保证了：当某线程池通过CAS函数(如compareAndSet函数)设置value时，它的操作是原子的，即线程在操作value时不会被中断。

AtomicReference示例

// AtomicReferenceTest.java的源码
import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference;

public class AtomicReferenceTest {

public static void main(String[] args){

// 创建两个Person对象，它们的id分别是101和102。
Person p1 = new Person(101);
Person p2 = new Person(102);
// 新建AtomicReference对象，初始化它的值为p1对象
AtomicReference ar = new AtomicReference(p1);
// 通过CAS设置ar。如果ar的值为p1的话，则将其设置为p2。
ar.compareAndSet(p1, p2);

Person p3 = (Person)ar.get();
System.out.println("p3 is "+p3);
System.out.println("p3.equals(p1)="+p3.equals(p1));
}
}

class Person {
volatile long id;
public Person(long id) {
this.id = id;
}
public String toString() {
return "id:"+id;
}
}

运行结果 ：

p3 is id:102
p3.equals(p1)=false

结果说明 ： 

新建AtomicReference对象ar时，将它初始化为p1。 

紧接着，通过CAS函数对它进行设置。如果ar的值为p1的话，则将其设置为p2。 

最后，获取ar对应的对象，并打印结果。p3.equals(p1)的结果为false，这是因为Person并没有覆盖equals()方法，而是采用继承自Object.java的equals()方法；而Object.java中的equals()实际上是调用"=="去比较两个对象，即比较两个对象的地址是否相等。

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