Java原子属性更新器AtomicReferenceFieldUpdater的使用

AtomicReferenceFieldUpdater是基于反射的工具类，用来将指定类型的指定的volatile引用字段进行原子更新，对应的原子引用字段不能是private的。通常一个类volatile成员属性获取值、设定为某个值两个操作时非原子的，若想将其变为原子的，则可通过AtomicReferenceFieldUpdater来实现。如下面例子：

public class AtomicReferTest {
    public static void main(String[] args) throws Exception  
    {  
        AtomicReferenceFieldUpdater updater=AtomicReferenceFieldUpdater.newUpdater(Dog.class,String.class,"name");  
        Dog dog1=new Dog();  
        System.out.println(updater.compareAndSet(dog1,"dog1","compareAndSet"));        
        System.out.println(dog1.name);  
        System.out.println(updater.getAndSet(dog1, "getAndSet"));
        System.out.println(dog1.name);
    }  
}
class Dog  
{  
     volatile  String name="dog1";  
  
}  

输出结果：

true
compareAndSet
compareAndSet
getAndSet

通过调用AtomicReferenceFieldUpdater.newUpdater(Dog.class,String.class,"name")静态方法生成Dog类的String类型的name字段的原子修改器updater，然后调用它的compareAndSet方法判断dog1对象的name值是否为dog1，若是则返回true并修改其值。也可调用getAndSet方法直接修改dog1属性的name字段值，并返回该字段原来的值。

Java类库中BufferedInputStream就调用了这个类:

public
class BufferedInputStream extends FilterInputStream {

    protected volatile byte buf[];

    /*
    *  原子的更新内部数组，比如扩容、关闭时，
    */
    private static final
        AtomicReferenceFieldUpdater<BufferedInputStream, byte[]> bufUpdater =
        AtomicReferenceFieldUpdater.newUpdater
        (BufferedInputStream.class,  byte[].class, "buf");


    public void close() throws IOException {
        byte[] buffer;
        while ( (buffer = buf) != null) {
            //放在一个循环中，如果CAS更新失败，那么就读取最新的buf引用，继续CAS更新
            if (bufUpdater.compareAndSet(this, buffer, null)) {
                InputStream input = in;
                in = null;
                if (input != null)
                    input.close();
                return;
            }
        }
    }
}

AtomicReferenceFieldUpdater是Doug Lea在Java 5中写的atomic classes 中Filed Updater的一部分，本质上是volatile字段的包装器。相似的还有AtomicIntegerFieldUpdater，具体使用方法可参考：https://github.com/aCoder2013/blog/issues/10

注意原子更新器的使用存在比较苛刻的条件如下

• 操作的字段不能是static类型。

• 操作的字段不能是final类型的，因为final根本没法修改。

• 字段必须是volatile修饰的，也就是数据本身是读一致的。

• 属性必须对当前的Updater所在的区域是可见的，如果不是当前类内部进行原子更新器操作不能使用private，protected子类操作父类时修饰符必须是protect权限及以上，如果在同一个package下则必须是default权限及以上，也就是说无论何时都应该保证操作类与被操作类间的可见性。

Java并发编程-无锁CAS与Unsafe类及其并发包Atomic