java源码-AtomicInteger

开篇

  AtomicInteger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unsafe类可以看看揭秘sun.misc.Unsafe，虽然我还是没怎么看懂。记住unsafe这个东西很重要，不过据说在jdk9之后应该会被弃用了。

AtomicInteger类构造器

 AtomicInteger类构造器有两个：

• 无参构造函数采用默认值初始化为0
• 有参数构造函数直接用initialValue来value的
• AtomicInteger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。

 另外我们需要注意到value是用volatile进行修饰保证变量的可见性，这个有空一定要仔细研究研究。

public class AtomicInteger extends Number implements java.io.Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 6214790243416807050L;

    // setup to use Unsafe.compareAndSwapInt for updates
    private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();
    private static final long valueOffset;

    static {
        try {
            valueOffset = unsafe.objectFieldOffset
                (AtomicInteger.class.getDeclaredField("value"));
        } catch (Exception ex) { throw new Error(ex); }
    }

    private volatile int value;

    // value值初始化为initialValue
    public AtomicInteger(int initialValue) {
        value = initialValue;
    }

    // value的值为默认值为0
    public AtomicInteger() {
    }
}

AtomicInteger的get操作

 AtomicInteger的get操作还是比较有意思的，总共非几大类：

• get()方法直接返回值
• getAndIncrement()、getAndDecrement()、getAndAdd()、getAndUpdate()先返回旧值后对旧值执行加减操作。
• incrementAndGet()、decrementAndGet()、addAndGet()、updateAndGet()先执行加减操作后返回新值。
• 底层操作unsafe.getAndAddInt()的实现细节借助于unsafe的compareAndSwapInt()方法保证只有在旧值为v的情况下才能更新为v+delta值。

    public final int getAndAddInt(Object o, long offset, int delta) {
        int v;
        do {
            v = getIntVolatile(o, offset);
        } while (!compareAndSwapInt(o, offset, v, v + delta));
        return v;
    }

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    public final int get() {
        return value;
    }

    public final int getAndIncrement() {
        return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, 1);
    }

    public final int getAndDecrement() {
        return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, -1);
    }

    public final int getAndAdd(int delta) {
        return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, delta);
    }

    public final int getAndUpdate(IntUnaryOperator updateFunction) {
        int prev, next;
        do {
            prev = get();
            next = updateFunction.applyAsInt(prev);
        } while (!compareAndSet(prev, next));
        return prev;
    }

    public final int getAndAccumulate(int x,
                                      IntBinaryOperator accumulatorFunction) {
        int prev, next;
        do {
            prev = get();
            next = accumulatorFunction.applyAsInt(prev, x);
        } while (!compareAndSet(prev, next));
        return prev;
    }

---------------------------------------------------------------

    public final int incrementAndGet() {
        return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, 1) + 1;
    }

    public final int decrementAndGet() {
        return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, -1) - 1;
    }

    public final int addAndGet(int delta) {
        return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, delta) + delta;
    }

    public final int updateAndGet(IntUnaryOperator updateFunction) {
        int prev, next;
        do {
            prev = get();
            next = updateFunction.applyAsInt(prev);
        } while (!compareAndSet(prev, next));
        return next;
    }

    public final int accumulateAndGet(int x,
                                      IntBinaryOperator accumulatorFunction) {
        int prev, next;
        do {
            prev = get();
            next = accumulatorFunction.applyAsInt(prev, x);
        } while (!compareAndSet(prev, next));
        return next;
    }

AtomicInteger的set操作

 AtomicInteger的set操作基本上也分为两大类：

• 直接set设置value值
• 通过unsafe的api接口实现原子性写操作

    public final int getAndAddInt(Object o, long offset, int delta) {
        int v;
        do {
            v = getIntVolatile(o, offset);
        } while (!compareAndSwapInt(o, offset, v, v + delta));
        return v;
    }

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    public final void set(int newValue) {
        value = newValue;
    }

    public final void lazySet(int newValue) {
        unsafe.putOrderedInt(this, valueOffset, newValue);
    }

    public final int getAndSet(int newValue) {
        return unsafe.getAndSetInt(this, valueOffset, newValue);
    }

    public final boolean compareAndSet(int expect, int update) {
        return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);
    }

    public final boolean weakCompareAndSet(int expect, int update) {
        return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);
    }

参考文章

揭秘sun.misc.Unsafe
非阻塞同步算法与CAS(Compare and Swap)无锁算法
为什么volatile不能保证原子性而Atomic可以？
彻底了解内存屏障