CAS之AtomicReference原理解析

如果你了解了AtomicInteger的工作原理，或者看了如下文章，知道了AtomicInteger只能对当个int类型共享变量做cas的缺点。

CAS之AtomicInteger原理解析_z275598733的博客-CSDN博客

那么AtomicReference就是来解决这个问题的。原理很类似，只是AtomicReference是对对象做cas操作。从一段AtomicReference类的方法调用代码开始来对源码做分析

public class Test {public static void main(String[] args) {A a1 = new A(0, 0l);A a2 = new A(1, 1l);AtomicReference<A> ar = new AtomicReference<>(a1);ar.getAndSet(a2);System.out.println(ar.get().toString());//打印对象ai的内存结构，需要引入jol-core工具包ClassLayout classLayout = ClassLayout.parseInstance(ar);System.out.println(classLayout.toPrintable());}
}@Getter
@Setter
@AllArgsConstructor
@ToString
class A{private int v1;private double v2;
}

从 new AtomicReference<>(a1)进入先看静态代码块和构造方法，再看 ar.getAndSet(a2) 做了什么。

public class AtomicReference<V> implements java.io.Serializable {...static {try {valueOffset = unsafe.objectFieldOffset(AtomicReference.class.getDeclaredField("value"));} catch (Exception ex) { throw new Error(ex); }}//与AtomicInterger类基本一致，只不过类型由int变成了泛型Vprivate volatile V value;public AtomicReference(V initialValue) {value = initialValue;}//与对象public final boolean compareAndSet(V expect, V update) {//this-当前AtomicReference对象；valueoffest-相对AtomicReference的内存偏移量；expectreturn unsafe.compareAndSwapObject(this, valueOffset, expect, update);}//具体实现，需要进入到Unsafe类中public final V getAndSet(V newValue) {this-当前AtomicReference对象；valueoffest-相对this对象的内存偏移量；newValue-新对象return (V)unsafe.getAndSetObject(this, valueOffset, newValue);}...
}

 进入到Unsafe.getAndSetObject方法中

public final class Unsafe {...public final Object getAndSetObject(Object var1, long var2, Object var4) {Object var5;do {//通过对象中value相对偏移量获取内存中的value对象，这里var5对其他线程是可见的, 如果不可见，那么这个值的获取就可能非内存真实值。与Unsafe.getAndAddInt异曲同工var5 = this.getObjectVolatile(var1, var2);//compareAndSwapObject的过程是原子性的，将重新获取到的内存对象value与var5比较，true则说明对象value并未被修改，可以将原对象改成var4。区别于Unsafe.compareAndSwapInt, 这里比较对象} while(!this.compareAndSwapObject(var1, var2, var5, var4));return var5;}//native方法，暂不深究public final native boolean compareAndSwapObject(Object var1, long var2, Object var4, Object var5);...
}

 以下是debug的信息

 AtomicReference类对象ar的内存结构

 总而言之，AtomicReference可以保证对象的修改是线程安全的，AtomicReference对比AtomicInteger 可以在共享对象内部维护多个共享变量，但是ABA问题依然没有解决。