Question

我一直在研究Java API java.util.concurrent.atomic ，特别是 AtomicInteger 类。

方法评论说这些方法是原子的。

以 getAndIncrement（）为例：

public final int getAndIncrement() {
    for (;;) {
        int current = get();
        int next = current + 1;
        if (compareAndSet(current, next))                
        return current;
    }
}

，正如文件记载的那样，＆＃34; 以原子方式将当前值增加一个。＆＃34;

究竟是什么让这种方法成为原子？从我所看到的，它完全是非原子的 - 在执行中涉及许多循环，在执行声明期间

        int next = current + 1;

例如， next 的值可以由另一个线程设置。

Answer 1

原子性在compareAndSet(current, next)方法中处理。代码执行增量并仅在尚未更改时设置新值，并且以原子方式完成（或者伪造原子行为）。如果从那以后它被改变了，那就再试一次。所以它可能不是原子的，但它就像它一样。

Answer 2

AtomicInteger使用volatile和amp;的组合。 CAS（比较和交换）用于整数计数器的线程安全实现。

阅读＆amp;写入volatile变量具有与使用同步代码块获取和释放监视器相同的内存语义。因此，JMM保证了易变场的可见性。

AtomicInteger类将其value字段存储在volatile变量中，因此它是传统volatile变量的装饰器，但它提供了唯一的非阻塞机制，用于在需要CAS的硬件级别支持（比较和设置）后更新值。在低到中等线程争用下，与同步阻塞增量操作相比，原子更新提供了更高的吞吐量。

这是AtomicInteger类的getAndIncrement（）方法的实现。

public final int getAndIncrement() {
        for (;;) {
            int current = get();
            int next = current + 1;
            if (compareAndSet(current, next))
                return current;
        }

}你可以看到没有获取锁来增加值，而是在无限循环中使用CAS来更新新值。

由于AtomicInteger不需要锁定，因此它可用于编写可扩展的应用程序，其中线程争用低至中等。

Answer 3

如果你看一下没有循环和CAS会发生什么，那么这里的原子将是什么意思。

如果没有synchronized和compare and set（所以不需要循环），你的代码就像

public final int getAndIncrement() {

        int current = get();
        int next = current + 1;
        set(next);
        return current;

}

在多线程环境中，可能有两个线程将当前值视为0＆amp;尝试将值更新为一个。两个更新但值仅增加一个。显然没有同步，不能保证不会发生这种情况。

所以这就是compareAndSet的帮助，看看在递增到1之前值是否仍为零。因此，如果当前值为零，我们说只将compareAndSet设置为1，否则会失败。考虑到上面两个线程更新值的情况，最多只有一个线程将成功地将值增加到1而其他线程将失败。因此，尊重操作的原子性（“全有或全无”）。

Answer 4

如果跟踪compareAndSet函数实现一直到汇编代码，你会发现它被翻译成单个汇编指令（cmpxchg for i486，sun jdk中的文件linux_i486.s），这是一条指令进行价值交换，从而提供所需的原子性而不是锁定。

Java原子方法

4 个答案: