java源码-AtomicBoolean

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java源码-AtomicBoolean

晴天哥 2018-08-09 09:40:00 浏览359
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开篇

 AtomicBoolean位于java.util.concurrent.atomic包下,是java提供给的可以保证数据的原子性操作的一个类。
 Atomicxxxx系列主要核心在于Unsafe这个类的运用保证线程安全,而Unsafe这个类应该是通过JNI调用的底层实现。
 关于java集合的源码阅读暂时告一段落,开始开启JUC包下相关的源码分析,欢迎关注。


AtomicBoolean类构造器

 AtomicBoolean的构造器分为有参和无参两种:

  • 参数为boolean initialValue的构造函数内部会将boolean转为int类型初始化value
  • 无参数的构造函数默认初始化value为0

 AtomicBoolean的关键逻辑在于static代码快中通过unsafe接口初始化value的内存地址,后续直接通过内存地址进行操作。

public class AtomicBoolean implements java.io.Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 4654671469794556979L;
    // 设置为使用Unsafe进行原子更新
    private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();
    // 保存修改变量的实际内存地址,通过unsafe.objectFieldOffset读取
    private static final long valueOffset;

    // 初始化的时候计算出保存的value的内存地址便于直接进行内存操作
    static {
        try {
            valueOffset = unsafe.objectFieldOffset
                (AtomicBoolean.class.getDeclaredField("value"));
        } catch (Exception ex) { throw new Error(ex); }
    }

    private volatile int value;

    // 根据bool类型的入参initialValue初始化int类型的value
    public AtomicBoolean(boolean initialValue) {
        value = initialValue ? 1 : 0;
    }

    // int类型的value默认初始化为0
    public AtomicBoolean() {
    }
}


AtomicBoolean的get操作

 AtomicBoolean的get操作当中直接转化int类型的value为boolean对象进行返回。
 AtomicBoolean的getAndSet操作可以好好研究研究,首先get之前的值prev,然后通过compareAndSet进行设置。设置成功就返回之前的值,否则直到设置成功后才返回原来的值,有种乐观锁的概念
  compareAndSet函数内部是通过unsafe.compareAndSwapInt进行原子操作且必须期待着为expect的情况下才能设置为update。如果expect和实际存储的值不一致那么就一直循环更新。
  getAndSet的无法区分ABA的场景,也就是说原来是A的时候被其他线程更新为B后再由其他线程更新为A,这种它是区分不出来的。

    public final boolean get() {
        return value != 0;
    }

 
    public final boolean getAndSet(boolean newValue) {
        boolean prev;
        do {
            prev = get();
        } while (!compareAndSet(prev, newValue));
        return prev;
    }

    public final boolean compareAndSet(boolean expect, boolean update) {
        int e = expect ? 1 : 0;
        int u = update ? 1 : 0;
        return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, e, u);
    }


AtomicBoolean的set操作

 AtomicBoolean的set相关操作中分为两大类:

  • set()直接覆盖value值
  • compareAndSet()、weakCompareAndSet()、lazySet()内部都是通过unsafe接口进行操作。
  • compareAndSet()和weakCompareAndSet()内部都是通过compareAndSwapInt进行交换保证满足expect后才能更新为update值
  • lazySet()方法通过unsafe的putOrderedInt进行保存,网上说法是这个新修改的值会有一定的延迟可见性的效果,没继续深究。
    public final boolean compareAndSet(boolean expect, boolean update) {
        int e = expect ? 1 : 0;
        int u = update ? 1 : 0;
        return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, e, u);
    }

    
    public boolean weakCompareAndSet(boolean expect, boolean update) {
        int e = expect ? 1 : 0;
        int u = update ? 1 : 0;
        return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, e, u);
    }

    
    public final void set(boolean newValue) {
        value = newValue ? 1 : 0;
    }

   
    public final void lazySet(boolean newValue) {
        int v = newValue ? 1 : 0;
        unsafe.putOrderedInt(this, valueOffset, v);
    }


参考文章

JAVA中神奇的双刃剑--Unsafe

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