Java多线程系列--“JUC原子类”03之 AtomicLong原子类
转自:https://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3514593.html(含部分修改)
概要
AtomicInteger, AtomicLong和AtomicBoolean这3个基本类型的原子类的原理和用法相似。本章以AtomicLong对基本类型的原子类进行介绍。内容包括:
- AtomicLong介绍和函数列表
- AtomicLong源码分析(基于JDK1.7.0_40)
- AtomicLong示例
AtomicLong介绍和函数列表
AtomicLong是作用是对长整形进行原子操作。
在32位操作系统中,64位的long 和 double 变量由于会被JVM当作两个分离的32位来进行操作,所以不具有原子性。而使用AtomicLong能让long的操作保持原子型。
AtomicLong函数列表
// 构造函数 AtomicLong() // 创建值为initialValue的AtomicLong对象 AtomicLong(long initialValue) // 以原子方式设置当前值为newValue。 final void set(long newValue) // 获取当前值 final long get() // 以原子方式将当前值减 1,并返回减1后的值。等价于“--num” final long decrementAndGet() // 以原子方式将当前值减 1,并返回减1前的值。等价于“num--” final long getAndDecrement() // 以原子方式将当前值加 1,并返回加1后的值。等价于“++num” final long incrementAndGet() // 以原子方式将当前值加 1,并返回加1前的值。等价于“num++” final long getAndIncrement() // 以原子方式将delta与当前值相加,并返回相加后的值。 final long addAndGet(long delta) // 以原子方式将delta添加到当前值,并返回相加前的值。 final long getAndAdd(long delta) // 如果当前值 == expect,则以原子方式将该值设置为update。成功返回true,否则返回false,并且不修改原值。 final boolean compareAndSet(long expect, long update) // 以原子方式设置当前值为newValue,并返回旧值。 final long getAndSet(long newValue) // 返回当前值对应的int值 int intValue() // 获取当前值对应的long值 long longValue() // 以 float 形式返回当前值 float floatValue() // 以 double 形式返回当前值 double doubleValue() // 最后设置为给定值。延时设置变量值,这个等价于set()方法,但是由于字段是volatile类型的,因此次字段的修改会比普通字段(非volatile字段)有稍微的性能延时(尽管可以忽略),所以如果不是想立即读取设置的新值,允许在“后台”修改值,那么此方法就很有用。如果还是难以理解,这里就类似于启动一个后台线程如执行修改新值的任务,原线程就不等待修改结果立即返回(这种解释其实是不正确的,但是可以这么理解)。 final void lazySet(long newValue) // 如果当前值 == 预期值,则以原子方式将该设置为给定的更新值。JSR规范中说:以原子方式读取和有条件地写入变量但不 创建任何 happen-before 排序,因此不提供与除 weakCompareAndSet 目标外任何变量以前或后续读取或写入操作有关的任何保证。大意就是说调用weakCompareAndSet时并不能保证不存在happen-before的发生(也就是可能存在指令重排序导致此操作失败)。但是从Java源码来看,其实此方法并没有实现JSR规范的要求,最后效果和compareAndSet是等效的,都调用了unsafe.compareAndSwapInt()完成操作。 final boolean weakCompareAndSet(long expect, long update)
AtomicLong源码分析(基于JDK1.8.0_171)
以getAndIncrement方法为例说明:
public final long incrementAndGet() { return unsafe.getAndAddLong(this, valueOffset, 1L) + 1L; }
实际上调用了Unsafe类中的getAndAddLong方法:
public final long getAndAddLong(Object paramObject, long paramLong1, long paramLong2) { long l; do { l = getLongVolatile(paramObject, paramLong1); } while (!compareAndSwapLong(paramObject, paramLong1, l, l +paramLong2)); return l; }
最终调用了Unsafe类中的:(CAS的方式来更新值)
public final native boolean compareAndSwapLong(Object paramObject, long paramLong1, long paramLong2, long paramLong3);
这个方法是native的,是和操作系统有关的,是一段C++编写的语言。可以通过一些在线转换手段来查看具体的实现。JDK中都是看不见native代码的具体实现的。
举例使用:
1 package com.test.a; 2 3 //LongTest.java的源码 4 import java.util.concurrent.atomic.AtomicLong; 5 6 public class LongTest { 7 8 public static void main(String[] args) { 9 10 // 新建AtomicLong对象 11 AtomicLong mAtoLong = new AtomicLong(); 12 13 mAtoLong.set(0x0123456789ABCDEFL); 14 System.out.printf("%20s : 0x%016X\n", "get()", mAtoLong.get()); 15 System.out.printf("%20s : 0x%016X\n", "intValue()", mAtoLong.intValue()); 16 System.out.printf("%20s : 0x%016X\n", "longValue()", mAtoLong.longValue()); 17 System.out.printf("%20s : %s\n", "doubleValue()", mAtoLong.doubleValue()); 18 System.out.printf("%20s : %s\n", "floatValue()", mAtoLong.floatValue()); 19 20 System.out.printf("%20s : 0x%016X\n", "getAndDecrement()", mAtoLong.getAndDecrement()); 21 System.out.printf("%20s : 0x%016X\n", "decrementAndGet()", mAtoLong.decrementAndGet()); 22 System.out.printf("%20s : 0x%016X\n", "getAndIncrement()", mAtoLong.getAndIncrement()); 23 System.out.printf("%20s : 0x%016X\n", "incrementAndGet()", mAtoLong.incrementAndGet()); 24 25 System.out.printf("%20s : 0x%016X\n", "addAndGet(0x10)", mAtoLong.addAndGet(0x10)); 26 System.out.printf("%20s : 0x%016X\n", "getAndAdd(0x10)", mAtoLong.getAndAdd(0x10)); 27 28 System.out.printf("\n%20s : 0x%016X\n", "get()", mAtoLong.get()); 29 30 System.out.printf("%20s : %s\n", "compareAndSet()", mAtoLong.compareAndSet(0x12345679L, 0xFEDCBA9876543210L)); 31 System.out.printf("%20s : 0x%016X\n", "get()", mAtoLong.get()); 32 } 33 }
1 get() : 0x0123456789ABCDEF 2 intValue() : 0x0000000089ABCDEF 3 longValue() : 0x0123456789ABCDEF 4 doubleValue() : 8.1985529216486896E16 5 floatValue() : 8.1985531E16 6 getAndDecrement() : 0x0123456789ABCDEF 7 decrementAndGet() : 0x0123456789ABCDED 8 getAndIncrement() : 0x0123456789ABCDED 9 incrementAndGet() : 0x0123456789ABCDEF 10 addAndGet(0x10) : 0x0123456789ABCDFF 11 getAndAdd(0x10) : 0x0123456789ABCDFF 12 13 get() : 0x0123456789ABCE0F 14 compareAndSet() : false 15 get() : 0x0123456789ABCE0F