值得一提的是,Java的AtomXXX类并不是使用了锁的方式进行同步,而是采用了一种新的理念,叫做CAS(Compare And Swap)
CAS是一组CPU原语指令,用来实现多线程下的变量同步(原子操作)。在 X86下的指令CMPXCHG实现了CAS,前置LOCK既可以达到原子性操作。
由于CAS原语的直接操作与计算机底层的联系很大,CAS原语有三个参数,内存地址,期望值,新值。我们在Java中一般不去直接写CAS相关的代码,JDK为我们封装在AtomXXX中,因此,我们直接使用就可以了。
CAS有3个操作数,内存值V,旧的预期值A,要修改的新值B。当且仅当预期值A和内存值V相同时,将内存值V修改为B,否则什么都不做。
CAS操作不需要不需要阻塞线程(加锁、解锁)以及切换线程状态,效率更高。
使用AtomBoolean来实现原子操作
package atomactions; import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicBoolean; /**
* Created by xfyou 2018/6/20 16:29.
*/
public class BarWorker implements Runnable { /**
* <p>
* AtomicBoolean是java.util.concurrent.atomic包下的原子变量,这个包里面提供了一组原子类。
* <p>
* 其基本的特性就是在多线程环境下,当有多个线程同时执行这些类的实例包含的方法时,具有排他性,即当某个线程进入方法,执行其中的指令时,不会被其他线程打断,而别的线程就像自旋锁一样,一直等到该方法执行完成,才由JVM从等待队列中选择一个另一个线程进入,这只是一种逻辑上的理解。
* <p>
* 实际上是借助硬件的相关指令来实现的,不会阻塞线程(或者说只是在硬件级别上阻塞了)。
* <p>
* 例如AtomicBoolean,在这个Boolean值的变化的时候不允许在之间插入,保持操作的原子性。方法和举例:compareAndSet(boolean expect, boolean update)。
* 这个方法主要两个作用
* 1. 比较AtomicBoolean和expect的值,如果一致,执行方法内的语句。其实就是一个if语句
* 2. 把AtomicBoolean的值设成update比较最要的是这两件事是一气呵成的,这连个动作之间不会被打断,任何内部或者外部的语句都不可能在两个动作之间运行。为多线程的控制提供了解决的方案。
*/
private static AtomicBoolean exist = new AtomicBoolean(false); @Override
public void run() {
String name = Thread.currentThread().getName();
if (exist.compareAndSet(false, true)) {
System.out.println(name + " enter");
try {
System.out.println(name + " working");
TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
} catch (InterruptedException e) {
// do nothing
}
System.out.println(name + " leave");
exist.set(false);
} else {
System.out.println(name + " give up");
}
} /**
* 仅仅一个线程进行工作,因为exists.compareAndSet(false, true)提供了原子性操作,比较和赋值操作组成了一个原子操作
*
* @param args args
*/
public static void main(String[] args) {
BarWorker bw = new BarWorker();
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5);
for (int i = 0; i < 5; i++)
executorService.execute(bw);
executorService.shutdown();
}
}
一种可能的输出结果为:
pool-1-thread-1 enter
pool-1-thread-1 working
pool-1-thread-3 give up
pool-1-thread-4 give up
pool-1-thread-5 give up
pool-1-thread-2 give up
pool-1-thread-1 leave
java并发包是在建立在volatile和CAS基础上的