《java.util.concurrent 包源码阅读》02 关于java.util.concurrent.atomic包

Aomic数据类型有四种类型：AomicBoolean, AomicInteger, AomicLong, 和AomicReferrence(针对Object的)以及它们的数组类型，

还有一个特殊的AomicStampedReferrence,它不是AomicReferrence的子类，而是利用AomicReferrence实现的一个储存引用和Integer组的扩展类

 

首先，所有原子操作都是依赖于sun.misc.Unsafe这个类，这个类底层是由C++实现的，利用指针来实现数据操作

 

关于CAS

一种无锁机制，比较并交换, 操作包含三个操作数 —— 内存位置（V）、预期原值（A）和新值(B)。如果内存位置的值与预期原值相匹配，那么处理器会自动将该位置值更新为新值。否则，处理器不做任何操作。无 论哪种情况，它都会在 CAS 指令之前返回该位置的值。CAS 有效地说明了“我认为位置 V 应该包含值 A；如果包含该值，则将 B 放到这个位置；否则，不要更改该位置，只告诉我这个位置现在的值即可”

 

好处：操作系统级别的支持，效率更高，无锁机制，降低线程的等待，实际上是把这个任务丢给了操作系统来做。

 

这个理论是整个java.util.concurrent包的基础。

 

关于sun.misc.Unsafe

 

几个疑问

1）四个基本类型的compareAndSet和weakCompareAndSet实现是一样的？

2）AtomicLong的set方法非线程安全的，为啥？并非线程不全，而是对于Long的Updater，会有VM_SUPPORTS_LONG_CAS，如果JVM的long操作是原子化的，会采用无锁的CAS来更新，如果不支持就会使用带锁的方式来更新。

 

AtomicXXXX四个数值类型

1. value成员都是volatile

2. 基本方法get/set

3. compareAndSet

    weakCompareAndSet,

    lazySet: 使用Unsafe按照顺序更新参考Unsafe的C++实现）

    getAndSet：取当前值，使用当前值和准备更新的值做CAS

4. 对于Long和Integer

getAndIncrement/incrementAndGet
getAndDecrement/decrementAndGet
getAndAdd/addAndGet

三组方法都和getAndSet，取当前值，加减之得到准备更新的值，再做CAS，/左右的区别在于返回的是当前值还是更新值。

 

关于数组

1. 没有Boolean的Array，可以用Integer代替，底层实现完全一致，毕竟AtomicBoolean底层就是用Integer实现

2. 数组变量volatile没有意义，因此set/get就需要Unsafe来做了,方法构成与上面一致，但是多了一个index来指定操作数组中的哪一个元素。

 

关于FieldUpdater

1) 利用反射原理，实现对一个类的某个字段的原子化更新，该字段类型必须和Updater要求的一致，例如如果使用 AtomicIntegerFieldUpdater，字段必须是Integer类型，而且必须有volatile限定符。Updater的可以调用的方 法和数字类型完全一致，额外增加一个该类型的对象为参数，updater就会更新该对象的那个字段了。

2) Updater本身为抽象类，但有一个私有化的实现，利用门面模式，在抽象类中使用静态方法创建实现

 

AtomicMarkableReference/AtomicStampedReference

前者ReferenceBooleanPair类型的AtomicReference，ReferenceBooleanPair表示一个对象和boolean标记的pair

前者ReferenceIntegerPair类型的AtomicReference，ReferenceBooleanPair表示一个对象和Integer标记的pair