Java多執行緒系列--“JUC原子類”03之 AtomicLong原子類
阿新 • • 發佈:2018-11-04
轉自:https://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3514593.html(含部分修改)
概要
AtomicInteger, AtomicLong和AtomicBoolean這3個基本型別的原子類的原理和用法相似。本章以AtomicLong對基本型別的原子類進行介紹。內容包括:
- AtomicLong介紹和函式列表
- AtomicLong原始碼分析(基於JDK1.7.0_40)
- AtomicLong示例
AtomicLong介紹和函式列表
AtomicLong是作用是對長整形進行原子操作。
在32位作業系統中,64位的long 和 double 變數由於會被JVM當作兩個分離的32位來進行操作,所以不具有原子性。而使用AtomicLong能讓long的操作保持原子型。
AtomicLong函式列表
// 建構函式 AtomicLong() // 建立值為initialValue的AtomicLong物件 AtomicLong(long initialValue) // 以原子方式設定當前值為newValue。 final void set(long newValue) // 獲取當前值 final long get() // 以原子方式將當前值減 1,並返回減1後的值。等價於“--num” final long decrementAndGet() // 以原子方式將當前值減 1,並返回減1前的值。等價於“num--” final long getAndDecrement()// 以原子方式將當前值加 1,並返回加1後的值。等價於“++num” final long incrementAndGet() // 以原子方式將當前值加 1,並返回加1前的值。等價於“num++” final long getAndIncrement() // 以原子方式將delta與當前值相加,並返回相加後的值。 final long addAndGet(long delta) // 以原子方式將delta新增到當前值,並返回相加前的值。 final long getAndAdd(long delta) // 如果當前值 == expect,則以原子方式將該值設定為update。成功返回true,否則返回false,並且不修改原值。final boolean compareAndSet(long expect, long update) // 以原子方式設定當前值為newValue,並返回舊值。 final long getAndSet(long newValue) // 返回當前值對應的int值 int intValue() // 獲取當前值對應的long值 long longValue() // 以 float 形式返回當前值 float floatValue() // 以 double 形式返回當前值 double doubleValue() // 最後設定為給定值。延時設定變數值,這個等價於set()方法,但是由於欄位是volatile型別的,因此次欄位的修改會比普通欄位(非volatile欄位)有稍微的效能延時(儘管可以忽略),所以如果不是想立即讀取設定的新值,允許在“後臺”修改值,那麼此方法就很有用。如果還是難以理解,這裡就類似於啟動一個後臺執行緒如執行修改新值的任務,原執行緒就不等待修改結果立即返回(這種解釋其實是不正確的,但是可以這麼理解)。 final void lazySet(long newValue) // 如果當前值 == 預期值,則以原子方式將該設定為給定的更新值。JSR規範中說:以原子方式讀取和有條件地寫入變數但不 建立任何 happen-before 排序,因此不提供與除 weakCompareAndSet 目標外任何變數以前或後續讀取或寫入操作有關的任何保證。大意就是說呼叫weakCompareAndSet時並不能保證不存在happen-before的發生(也就是可能存在指令重排序導致此操作失敗)。但是從Java原始碼來看,其實此方法並沒有實現JSR規範的要求,最後效果和compareAndSet是等效的,都呼叫了unsafe.compareAndSwapInt()完成操作。 final boolean weakCompareAndSet(long expect, long update)
AtomicLong原始碼分析(基於JDK1.8.0_171)
以getAndIncrement方法為例說明:
public final long incrementAndGet() { return unsafe.getAndAddLong(this, valueOffset, 1L) + 1L; }
實際上呼叫了Unsafe類中的getAndAddLong方法:
public final long getAndAddLong(Object paramObject, long paramLong1, long paramLong2) { long l; do { l = getLongVolatile(paramObject, paramLong1); } while (!compareAndSwapLong(paramObject, paramLong1, l, l +paramLong2)); return l; }
最終呼叫了Unsafe類中的:(CAS的方式來更新值)
public final native boolean compareAndSwapLong(Object paramObject, long paramLong1, long paramLong2, long paramLong3);
這個方法是native的,是和作業系統有關的,是一段C++編寫的語言。可以通過一些線上轉換手段來檢視具體的實現。JDK中都是看不見native程式碼的具體實現的。
舉例使用:
1 package com.test.a; 2 3 //LongTest.java的原始碼 4 import java.util.concurrent.atomic.AtomicLong; 5 6 public class LongTest { 7 8 public static void main(String[] args) { 9 10 // 新建AtomicLong物件 11 AtomicLong mAtoLong = new AtomicLong(); 12 13 mAtoLong.set(0x0123456789ABCDEFL); 14 System.out.printf("%20s : 0x%016X\n", "get()", mAtoLong.get()); 15 System.out.printf("%20s : 0x%016X\n", "intValue()", mAtoLong.intValue()); 16 System.out.printf("%20s : 0x%016X\n", "longValue()", mAtoLong.longValue()); 17 System.out.printf("%20s : %s\n", "doubleValue()", mAtoLong.doubleValue()); 18 System.out.printf("%20s : %s\n", "floatValue()", mAtoLong.floatValue()); 19 20 System.out.printf("%20s : 0x%016X\n", "getAndDecrement()", mAtoLong.getAndDecrement()); 21 System.out.printf("%20s : 0x%016X\n", "decrementAndGet()", mAtoLong.decrementAndGet()); 22 System.out.printf("%20s : 0x%016X\n", "getAndIncrement()", mAtoLong.getAndIncrement()); 23 System.out.printf("%20s : 0x%016X\n", "incrementAndGet()", mAtoLong.incrementAndGet()); 24 25 System.out.printf("%20s : 0x%016X\n", "addAndGet(0x10)", mAtoLong.addAndGet(0x10)); 26 System.out.printf("%20s : 0x%016X\n", "getAndAdd(0x10)", mAtoLong.getAndAdd(0x10)); 27 28 System.out.printf("\n%20s : 0x%016X\n", "get()", mAtoLong.get()); 29 30 System.out.printf("%20s : %s\n", "compareAndSet()", mAtoLong.compareAndSet(0x12345679L, 0xFEDCBA9876543210L)); 31 System.out.printf("%20s : 0x%016X\n", "get()", mAtoLong.get()); 32 } 33 }View Code
1 get() : 0x0123456789ABCDEF 2 intValue() : 0x0000000089ABCDEF 3 longValue() : 0x0123456789ABCDEF 4 doubleValue() : 8.1985529216486896E16 5 floatValue() : 8.1985531E16 6 getAndDecrement() : 0x0123456789ABCDEF 7 decrementAndGet() : 0x0123456789ABCDED 8 getAndIncrement() : 0x0123456789ABCDED 9 incrementAndGet() : 0x0123456789ABCDEF 10 addAndGet(0x10) : 0x0123456789ABCDFF 11 getAndAdd(0x10) : 0x0123456789ABCDFF 12 13 get() : 0x0123456789ABCE0F 14 compareAndSet() : false 15 get() : 0x0123456789ABCE0FView Code