说一下 atomic 的原理？

王昭君 2022-10-25 14:05

Atomic 包中的类基本的特性就是在多线程环境下，当有多个线程同时

对单个（包括基本类型及引用类型）变量进行操作时，具有排他性，

即当多个线程同时对该变量的值进行更新时，仅有一个线程能成功，

而未成功的线程可以向自旋锁一样，继续尝试，一直等到执行成功。

AtomicInteger 类的部分源码：

// setup to use Unsafe.compareAndSwapInt for updates（更新操作时提供“比较并替换”

的作用）

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;

AtomicInteger 类主要利用 CAS (compare and swap) + volatile 和

native 方法来保证原子操作，从而避免 synchronized 的高开销，执

行效率大为提升。

CAS 的原理是拿期望的值和原本的一个值作比较，如果相同则更新成

新的值。UnSafe 类的 objectFieldOffset() 方法是一个本地方法，这

个方法是用来拿到“原来的值”的内存地址，返回值是 valueOffset。另

外 value 是一个 volatile 变量，在内存中可见，因此 JVM 可以保证

任何时刻任何线程总能拿到该变量的最新值。