CAS - 从AtomicInteger窥探CAS
Unsafe类是CAS的核心,由于Java方法无法直接访问底层,需要通过本地方法(native)来实现,Unsafe类相当于一个桥梁。基于Unsafe类,可以直接操作特定的内存数据。
我们从上一篇说CAS基本原理的时候,有说到一个“资源”被100个线程每个线程累加100次,最终得到10000,该“资源”我们使用AtomicInteger来模拟的。这篇我们就从AtomicInteger更加深入探究CAS。
AtomicInteger的getAndIncrement()方法
/*** Atomically increments by one the current value.** @return the previous value*/public final int getAndIncrement() {return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, 1);}
AtomicInteger的getAndIncrement()方法调用的是Unsafe类中的getAndAddInt()方法,其中的参数valueOffset是通过Unsafe实例的获取到当前AtomicInteger这个对象的value属性的内存偏移地址。
Unsafe的getAndAddInt()方法
public final int getAndAddInt(Object var1, long var2, int var4) {int var5;do {var5 = this.getIntVolatile(var1, var2);} while(!this.compareAndSwapInt(var1, var2, var5, var5 + var4));return var5;}
参数var1就是当前需要Unsafe类操作的对象,在当前案例中就是AtomicInteger的一个实例。var2则是当前AtomicInteger实例(也就是var1)的value这个属性的变量的内存地址偏移量。var4就是案例中需要累加的值(案例中是1)。
接下来是一个 do{ } while()循环,首先通过Unsafe类的getIntVolatile()方法(native方法)拿到当前操作的AtomicInteger的实例中的value属性的值,在使用Unsafe类的compareAndSwapInt()方法(native方法),将当前操作的AtomicInteger的实例中的value属性的原值和新值进行CAS。如果没有交换成功就一直重复上面的动作,如果交换成功就跳出当前循环。
AtomicInteger的get()方法
/*** Gets the current value.** @return the current value*/public final int get() {return value;}
等100个线程,每个都完成100次累加后(案例中使用到了CountDownLatch保证100个线程都操作完成)在调用AtomicInteger的get()方法。我们发现AtomicInteger的get()方法获取的就是value这个值,value属性是由volatile修饰的(在多线程环境下保证其可见性)。
最终我们发现AtomicInteger实现多线程并发保证线程安全,是通CAS(compare and swap)+volatile来实现的,从而避免synchronized的高开销,提高执行效率。
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