併發系列—CAS原理實現初識

在JDK1.5開始，AtomicInteger中就基於CAS原理做了相關操作。

public static void main(String[] args) throws Exception{
        //初識值爲0
        AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger();
        //查看當前對象的值
        System.out.println("初始值："+atomicInteger.get());
        //給對象當前值加1並返回該值
        atomicInteger.incrementAndGet();
        //查看當前對象的值
        System.out.println("當前值："+atomicInteger.get());
    }

運行結果：

 

點擊incrementAndGet()進去查看

我們先查看方法中如何定義unsafe、valueOffset這兩個變量

private static final long valueOffset;

    static {
        try {
            //獲取值value在這個對象內存中的起始位置
            //對象可以具象理解爲jvm中的一段內存，對象中的屬性信息在這段內存中都是有序排列的，該方法呢就是獲取value在這段內存中的起始位置
            valueOffset = unsafe.objectFieldOffset
                (AtomicInteger.class.getDeclaredField("value"));
        } catch (Exception ex) { throw new Error(ex); }
    }

現在查看 incrementAndGet()的具體實現

/**
 * var1:當前對象
 * var2:對象中value在對象內存中的起始位置
 * var4:固定值 1
 **/
public final int getAndAddInt(Object var1, long var2, int var4) {
        int var5;
        do {
            //獲取當前對象的value值
            var5 = this.getIntVolatile(var1, var2);
          //比較獲取的值var5和對象現在的值是否相同（防止當前該值已經被其他線程修改）
              //不同==>繼續獲取對象的最新value然後進行比較（自旋）
              //相同==>將對象的value改成var5 + var4（對象的值+1），並返回剛纔獲取的var5
        } while(!this.compareAndSwapInt(var1, var2, var5, var5 + var4));

        return var5;
    }

進一步查看一眼compareAndSwapInt(Object var1, long var2, int var4, int var5)

在返回看AtomicInteger.incrementAndGet()的方法

/**
     * Atomically increments by one the current value.
     *
     * @return the updated value
     */
    public final int incrementAndGet() {
        //unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, 1)：獲取對象當前的值
        return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, 1) + 1;
    }

 以上是JDK1.5後java對CAS使用的一個基礎案例

compareAndSwapInt(Object var1, long var2, int var4, int var5)由於是用native修飾的暫時沒有進一步追蹤，後查閱資料瞭解到其底部是通過已經彙編指令執行的 ==>  lock cmpxchg 指令

//在實際讓對象的值改變前判斷系統是否是多核的
    //是 ==》 指令前添加lock(鎖)執行
    //不是==》直接執行指令
lock cmpxchg 指令
        //cmpxchg = cas修改變量值