利用CAS算法实现通用线程安全状态机
2016-07-05 15:49
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披萨大叔的博客 http://blog.csdn.net/qq_27258799/article/details/51832236
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在多线程环境下,如果某个类是有状态的,那我们在使用前,需要保证所有该类的实例对象状态一致,否则会出现意向不到的bug。下面是通用线程安全状态机的实现方法。
这种模式利用compareAndSet方法来操作枚举的原子引用,关于compareAndSet方法,其内部是CAS算法,即:Compare and Swap, 翻译成比较并交换,源码如下:
java.util.concurrent包中借助CAS实现了区别于synchronouse同步锁的一种乐观锁,使用这些类在多核CPU的机器上会有比较好的性能.
结合compareAndSet源码我们看下:
根据注释,CAS有3个操作数,内存值V,旧的预期值A,要修改的新值B。当且仅当预期值A和内存值V相同时,将内存值V修改为B,返回True,否则返回false。
再看看我们初始化的代码:
只有当state是New的时候,才开始初始化,否则直接报错。这就保证了对象的完整性,因为如果没有这样的防范机制,万一有个线程要在某个实例上调用initialize(),而另一个线程又要企图使用这个实例,第二个线程就有可能看到这个实例处于不一致的状态。
披萨大叔的博客 http://blog.csdn.net/qq_27258799/article/details/51832236
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在多线程环境下,如果某个类是有状态的,那我们在使用前,需要保证所有该类的实例对象状态一致,否则会出现意向不到的bug。下面是通用线程安全状态机的实现方法。
public class ThreadSaveState{ private int x; private int y; private enum State {NEW, INITIALIZING, INITIALIZED}; private final AtomicReference<State> init = new AtomicReference<State>(State.NEW); public ThreadSaveState() { }; public ThreadSaveState(int x, int y) { initialize(x, y); } private void initialize(int x, int y) { if (!init.compareAndSet(State.NEW, State.INITIALIZING)) { throw new IllegalStateException("Already initialized"); } this.x = x; this.y = y; //… Do anything else the original constructor did init.set(State.INITIALIZED); } //所有公共接口,都要先调用该方法检测对象完整性 private void checkInit() { if (init.get() != State.INITIALIZED) { throw new IllegalStateException("Uninitialized"); } } //示例公用接口 public int getX() { checkInit(); return x; } //示例公用接口 public int getY() { checkInit(); return y; } }
这种模式利用compareAndSet方法来操作枚举的原子引用,关于compareAndSet方法,其内部是CAS算法,即:Compare and Swap, 翻译成比较并交换,源码如下:
java.util.concurrent包中借助CAS实现了区别于synchronouse同步锁的一种乐观锁,使用这些类在多核CPU的机器上会有比较好的性能.
结合compareAndSet源码我们看下:
/** * Atomically sets the value to the given updated value * if the current value {@code ==} the expected value. * @param expect the expected value * @param update the new value * @return true if successful. False return indicates that * the actual value was not equal to the expected value. */ public final boolean compareAndSet(V expect, V update) { return unsafe.compareAndSwapObject(this, valueOffset, expect, update); }
根据注释,CAS有3个操作数,内存值V,旧的预期值A,要修改的新值B。当且仅当预期值A和内存值V相同时,将内存值V修改为B,返回True,否则返回false。
再看看我们初始化的代码:
if (!init.compareAndSet(State.NEW, State.INITIALIZING)) { throw new IllegalStateException("Already initialized"); }
只有当state是New的时候,才开始初始化,否则直接报错。这就保证了对象的完整性,因为如果没有这样的防范机制,万一有个线程要在某个实例上调用initialize(),而另一个线程又要企图使用这个实例,第二个线程就有可能看到这个实例处于不一致的状态。
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