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併發包 原始碼分析 AtomicInteger

public class AtomicInteger extends Number implements java.io.Serializable {

private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe(); unsafe類是涉及到底層的C語言編寫的程式集
private static final long valueOffset; 設定一個偏移量

static {
  try {
            valueOffset = unsafe.objectFieldOffset

          (AtomicInteger.class.getDeclaredField("value"));
   } catch (Exception ex) { throw new Error(ex); }
}

可以看到這是用反射的方式初始化這個偏移量
  private volatile int value;

這個就是承接int資料的value。

例如我們在執行i++的時候,這個value就是承接i的值的。

請注意這個變數是volatile型別的,說明他是記憶體可見的。也就是一個執行緒對其修改,另一個執行緒立馬可見。

   public AtomicInteger(int initialValue) {
        value = initialValue;
    }

有參構造器

    public AtomicInteger() {
    }
無參構造器

    public final int get() {
        return value;
    }
    public final void set(int newValue) {
        value = newValue;
    }

只是一個簡單的getset方法,沒有任何的併發安全控制。
    public final void lazySet(int newValue) {
        unsafe.putOrderedInt(this, valueOffset, newValue);
    }
set()會立刻修改舊值,別的執行緒可以立刻看到更新後的值;而lazySet不會立刻(但是最終會)修改舊值,別的執行緒看到新值的時間會延遲一些。
    public final int getAndSet(int newValue) {
        return unsafe.getAndSetInt(this, valueOffset, newValue);
    }
以原子方式設定為給定值,並返回以前的值。
    public final boolean compareAndSet(int expect, int update) {
        return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);
    }

這就是整個AtomXXX的核心,CAS

CAS就是CompareAndSwap,即比較並交換

這是一個底層的方法

主要實現的功能就是左手拿著一個當前應該存在的int值,右手拿著一個自己更新後的int值,跑到記憶體中,先拿左手的當前值跟記憶體裡的值進行比較,如果一樣則用新值覆蓋舊值返回True,否則返回False。

    public final boolean weakCompareAndSet(int expect, int update) {
        return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);
    }
在正常情況下weak版本比compareAndSet更高效,但是不同的是任何給定的weakCompareAndSet方法的呼叫都可能會返回一個虛假的失敗( 無任何明顯的原因 )。一個失敗的返回意味著,操作將會重新執行如果需要的話,重複操作依賴的保證是當變數持有expectedValue的值並且沒有其他的執行緒也嘗試設定這個值將最終操作成功。

    public final int getAndIncrement() {
        return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, 1);
    }

    
    public final int getAndDecrement() {
        return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, -1);
    }

呼叫unsafe方法 getAndAddInt();

getAndIncrement就是返回當前值,並且對當前值+1。

getAndDecrement就是返回當前值,並且對當前值-1.

    public final int incrementAndGet() {
        return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, 1) + 1;
    }

    
    public final int decrementAndGet() {
        return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, -1) - 1;
    }
 

這兩個方法相似,都是先獲取當前值然後進行+1或者-1,再獲得更新後的結果。

    public final int getAndAdd(int delta) {
        return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, delta);
    }   

    public final int addAndGet(int delta) {
        return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, delta) + delta;
    }

可以看出相比上述方法,這個方法多了一個int delta 引數,其實就是不僅僅是增加一減小一的事兒了 你可以自己設值。

兩個方法有區別 就是一個是先get 另一個是先add。方法體也有不同,add優先的方法最後還要多出一部 + delta。

實際上第一個方法返回的是更新前的值,後一個方法返回的是更新後的值。

    public final int getAndUpdate(IntUnaryOperator updateFunction) {
        int prev, next;
        do {
            prev = get();
            next = updateFunction.applyAsInt(prev);
        } while (!compareAndSet(prev, next));
        return prev;
    }

    public final int updateAndGet(IntUnaryOperator updateFunction) {
        int prev, next;
        do {
            prev = get();
            next = updateFunction.applyAsInt(prev);
        } while (!compareAndSet(prev, next));
        return next;
    }

首先看名稱一個是getAndUpdate,另一個updateAndGet。

那麼這就說明了

第一個是獲取更新前的值

第二個是獲取更新後的值

那麼剩下的就是這個IntUnaryOperator ,他是什麼???

這其實就是個Java的函數語言程式設計介面,具體如何使用自行查閱資料。不是本文重點。

    public final int getAndAccumulate(int x,
                                      IntBinaryOperator accumulatorFunction) {
        int prev, next;
        do {
            prev = get();
            next = accumulatorFunction.applyAsInt(prev, x);
        } while (!compareAndSet(prev, next));
        return prev;
    }

    
    public final int accumulateAndGet(int x,
                                      IntBinaryOperator accumulatorFunction) {
        int prev, next;
        do {
            prev = get();
            next = accumulatorFunction.applyAsInt(prev, x);
        } while (!compareAndSet(prev, next));
        return next;
    }

注意看名字,這裡又是類似的命名方式,先get還是後get的事兒,主要看引數:

int x;
IntBinaryOperator accumulatorFunction;

其實說白了就是

給定一個數,做一些函式操作,然後返回。

之後的事情就是CAS所做的是,對比獲取到的值和實際值,相同交換返回true不相同就返回false

}