CAS:Compare and Swap,比较并交换。
java.util.concurrent包中借助CAS实现了区别于synchronouse同步锁的一种乐观锁。
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。
在AtomicInteger.java里,CAS是这么被实际应用的,就拿里头的自增函数来说:
/**
* Atomically increments by one the current value.
* @return the updated value
*/
public final int incrementAndGet() {
for (;;) {
int current = get();
int next = current + 1;
if (compareAndSet(current, next))
return next;
}
}
/**
* Atomically sets the value to the given updated value
* if the current value {@code ==} the expected value.
* @param expect the expected value
* @param update the new value
* @return true if successful. False return indicates that
* the actual value was not equal to the expected value.
*/
public final boolean compareAndSet(int expect, int update) {
return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);
}
从注释来看,就是在native函数里,判断当前对象和期望的expect(也就是前面的current)是否一致,如果一致则返回true,且还做了一步自增操作;
从this和valueOffset来看,this是具体的内存地址,而valueOffset是变量的在该对象里的内存地址,这是为了后续汇编代码的操作,所以这里的this结合valueOffset则就是AtomicInteger的实际值,而current是线程修改时用到的初值,如果实际值和初值一致,则说明当前并没有人修改AtomicInteger,故当前修改有效,那么就可以继续赋值为update。
private static final long valueOffset;
static {
try {
valueOffset = unsafe.objectFieldOffset
(AtomicInteger.class.getDeclaredField("value"));
} catch (Exception ex) { throw new Error(ex); }
}
如图的value就是当前AtomicInteger的值。
总的可以理解为如下操作:
if (this == expect) {
this = update
return true;
} else {
return false;
}
再进一步的底层,使用的汇编语言上的锁 LOCK_IF_MP(mp),这里就不再深入说明了。
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