AtomicInteger原理

AtomicInteger原理

原理介绍

AtomicInteger的本质：自旋锁 + CAS算法

自旋锁：当一个线程在获取锁时，如果锁已经被其他线程获取，当前线程就会不断循环检查锁是否被释放，直到获取到锁

CAS的全成是： Compare And Swap(比较再交换); 是现代CPU广泛支持的一种对内存中的共享数据进行操作的一种特殊指令。CAS可以将read-modify-write转换为原子操作，这个原子操作

直接由处理器保证。CAS有3个操作数，内存值V，旧的预期值A，要修改的新值B。当且仅当旧预期值A和内存值V相同时，将内存值V修改为B并返回true，否则什么都不做，并返回false。

源码分析

public class AtomicInteger extends Number implements java.io.Serializable {
    
    // cas算法的实现类
    private static final jdk.internal.misc.Unsafe U = jdk.internal.misc.Unsafe.getUnsafe();
    
    // 表示变量值在内存中的偏移量地址，unsafe类就是根据内存偏移量地址获取数据值。
    private static final long VALUE = U.objectFieldOffset(AtomicInteger.class, "value");
    private volatile int value;
    
    // 以原子方式将当前值加1，这里返回的是自增后的值
    public final int incrementAndGet() {
        
        /* this表示当前AtomicInteger对象 ，1表示要增加的值 */
        return U.getAndAddInt(this, VALUE, 1) + 1;		// 调用Unsafe类中的getAndAddInt方法
        
    }
    
}
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UnSafe类

public final class Unsafe {
    
    // Unsafe类中的getAndAddInt方法
    public final int getAndAddInt(Object o, long offset, int delta) {
        
        int v;
        
        // do...while就是自旋操作,当CAS成功以后，循环结束
        do {
            // 获取AtomicInteger类中所封装的int类型的值，就相当于旧的预期值A
            v = getIntVolatile(o, offset); 
            
            // 调用本类的weakCompareAndSetInt方法实现比较在交换； o: AtomicInteger对象, v: 相当于旧的预期值A, v + delta：新值B
        } while (!weakCompareAndSetInt(o, offset, v, v + delta));
        
        return v;
    }
    
    // Unsafe类中的weakCompareAndSetInt方法
    public final boolean weakCompareAndSetInt(Object o, long offset, int expected, int x) {
        return compareAndSetInt(o, offset, expected, x);
    }

    // 本地方法，调用CPU指令实现CAS
    public final native boolean compareAndSetInt(Object o, long offset, int expected, int x);
    
}
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