Question

如何从一个地址窃取2个MSB进行原子操作？我正在尝试单词CAS

一个例子

public class Node
{
    long key;
    long value;
    Node lchild; // format is flag1,flag2,address
    Node rchild; // format is flag1,flag2,address
}

public void createNode()
{
    Node n1 = new Node(); //this should create a node with format 0,0,address1
}

public void setFlag1(Node n1)
{
    Now the new address should be in format 1,0,address1
}

public void setFlag2(Node n1)
{
    Now the new address should be in format 0,1,address1
}

如果我只需要一个额外的标志，可以使用

AtomicReference。可以使用AtomicStampedReference但效率不高，因为它会创建一个包含timeStamp和引用的额外框。

在C中讨论了类似的问题 stealing bits from a pointer

Answer 1

您可以使用sun.misc.Unsafe

实现此目的

http://www.docjar.com/docs/api/sun/misc/Unsafe.html

除此之外，还有许多compareAndSwap方法可以处理任何Object中的任意二进制数据。

话虽如此，如果您要实现二叉搜索树，我建议您查看不可变persistent data structures。这些优点包括：

根据定义，由于不变性，它们是线程安全的
他们不需要锁
一旦你开始做更复杂的事情（例如快照子树），进行结构共享的能力将是一个巨大的性能胜利 - 基本上你不需要采取防御性副本。

Answer 2

如果没有实现支持这种操作的JVM，并且正确处理标志位，这是不可能的。在做GC时（此时需要识别所有引用，移动收集器需要更改它们）。即使这样，这也违反了Java的设计原则，它不包括显式解除引用或指针算法（我会计算在引用中更改位并将它们屏蔽以取消引用）。

相反，我建议你创建一个新的复合Edge类型的标志和节点：

public class Node {
    long key;
    long value;
    Child lchild; // child = node reference + flags
    Child rchild;
}

// this is the edge type which should also be used to reference the root node with flags
public class Child {
    Node child;
    BitSet flags;

    public Child(Node node) {
        this.child = node;
        this.flags = new BitSet(2); // we initialize the flags with 00
    }
    public void setFlag(int index) {
        this.flags.set(index); // index would be 0 or 1 here for the two flags
    }
    public boolean isFlagSet(int index) {
        return this.flags.get(index); // index would be 0 or 1 here for the two flags
    }
}

Answer 3

复制Maurice Herlihy和Nir Shavit的书“多处理器编程的艺术”第215页的摘录：

如Pragma 9.8.1中详细描述的，AtomicMarkableReference object包含对类型为T的对象的引用和a 布尔标记。这些字段可以一起原子更新或单独的。我们将每个节点的下一个字段设为一个 AtomicMarkableReference。线程A逻辑上删除currA 在节点的下一个字段中设置标记位，并共享物理使用执行add（）或remove（）的其他线程删除：作为每个线程遍历列表，它通过物理清理列表删除（使用compareAndSet（））它遇到的任何标记节点。在换句话说，执行add（）和remove（）的线程不会遍历标记节点，他们在继续之前删除它们。包含（）方法与LazyList算法中的方法保持一致，遍历所有方法节点是否标记，并测试项目是否在列表基于其键和标记。

Answer 4

我可以给你使用Java的最佳建议是对数组索引而不是地址进行粗略的处理，因为Java不会公开地址。

Answer 5

要从对象引用变量可用的位中取出位，需要创建自己的JVM。

首先必须确保实际不使用这些位（例如，当JVM始终在16字节边界上对齐对象时，通过获取引用中的低位）。但是一些JVM使用32位引用的所有位。

接下来，每次加载引用时都必须注入代码，以便在访问关联对象之前清除这些位。

然后你必须为垃圾收集器做同样的事情。

Answer 6

你不允许从参考中窃取比特，但有一种解决方法：您可以使用AtomicStampedReference，它允许您进行比较和交换以原子方式更新引用和整数。您可以使用整数作为状态，或者如果需要，可以从整数的MSB中窃取位。你可以在java中对整数进行位操作，这很酷：

https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/nutsandbolts/op3.html

我最终编写了一个java程序，我从AtomicStampedReference的整数中窃取了2位并将它们用作状态位，我使用整数的剩余30位作为计数器来防止ABA问题。

java - 从引用中窃取位

6 个答案: