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AQS源码解析(一)-AtomicBoolean源码解析

2019-08-21 23:54 2136 查看
  • 数组类型:
      AtomicIntegerArray
    • AtomicLongArray
    • AtomicReferenceArray

    介绍

    由于在多线程条件下,如果对共享变量修改容易造成数据不一致的情况,所以对于共享变量需要保证线程安全有有如下几种方式:

    1. 使用
      lock
      或者
      synchronized
      进行同步共享变量
    2. 使用CAS方法来保证修改变量为原子性操作

    该类为后者,基于CAS方式修改具有原子性。

    实现原理

    1. 将boolean中的true转换成
      int
      类型表示:1表示true 0表示false
    2. 在类进行初始化的时候获取该值的内存地址
    3. 调用
      Unsafe.compareAndSwant
      方法底层通过CAS原理(CPU中cmpxchg指令)对值进行变化

    特点

    1. 基于CAS实现线程安全
    2. 实现了
      Cloneable
      接口,能被克隆
    3. 实现了
      Serializable
      接口,支持序列化传输

    源码解析

    成员变量

    private static final long serialVersionUID = 4654671469794556979L;
    // setup to use Unsafe.compareAndSwapInt for updates
    //使用unsafe类进行cas
    private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();
    //获取该值得偏移量(内存中的地址)
    private static final long valueOffset;
    /**
    * 内部使用int来做boolean的设置
    * 默认为0
    */
    private  volatile int value;
    1. serialVersionUID
      :序列化ID
    2. unsafe
      :该类是Atomic中核心类,用于执行低级别,对内存进行操作,内部都是
      native
      方法
    3. valueOffset
      :字段value的内存偏移地址
    4. value
      :真实value,1表示true 0表示false,使用
      volatile
      保证内存可见性

    类初始化过程

    static {
    try {
    //返回对象成员属性在内存地址相对于此对象的内存地址的偏移量
    valueOffset = unsafe.objectFieldOffset
    (AtomicBoolean.class.getDeclaredField("value"));
    } catch (Exception ex) { throw new Error(ex); }
    }

    主要是通过unsafe方法获取value值得内存偏移地址

    成员方法

    get()

    获取该boolean变量

    /**
    * 返回当前值
    */
    public final boolean get() {
    return value != 0;
    }

    boolean compareAndSet(boolean expect, boolean update)

    比较前值后赋值,可能存在赋值失败的情况

    /*
    * 只有当期待的值为expect的时候才会更新相关值
    *  1. 期待的值等于现在值,则成功赋值,返回true
    *  2. 期待的值不等于现在的值,则赋值失败,则返回false
    */
    public final boolean compareAndSet(boolean expect, boolean update) {
    int e = expect ? 1 : 0;
    int u = update ? 1 : 0;
    return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, e, u);
    }
    1. 将boolean转换成int类型
    2. 调用
      compareAndSwapInt
      进行CAS赋值
    3. 返回true则表示成功,false表示失败

    boolean getAndSet(boolean newValue)

    比较前值后进行赋值,用的相对较多

    public final boolean getAndSet(boolean newValue) {
    boolean prev;
    do {
    prev = get();
    } while (!compareAndSet(prev, newValue));
    return prev;
    }
    1. 先获取之前值
    2. 在调用循环
      compareAndSet
      进行CAS赋值

    void set(boolean newValue)

    无条件设置值,用的相对较少

    public final void set(boolean newValue) {
    value = newValue ? 1 : 0;
    }

    void lazySet(boolean newValue)

    也是赋值操作,该操作会让Java插入StoreStore内存屏障,避免发生写操作重排序

    public final void lazySet(boolean newValue) {
    int v = newValue ? 1 : 0;
    unsafe.putOrderedInt(this, valueOffset, v);
    }

    总结

    1. 该类是原子性
      boolean
      类,是线程安全的
    2. 该原子类的核心操作都是基于Unsafe类
    3. CAS普遍会产ABA问题
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