JDK AtomicInteger 源码分析
@(JDK)[AtomicInteger]
JDK AtomicInteger 源码分析
Unsafe
实例化
Unsafe在创建实例的时候，不能仅仅通过new Unsafe()或者Unsafe.getUnsafe()来获取，因为Java会进行安全校验，只有信任的代码，才能够获取实例。
@CallerSensitive
public static Unsafe getUnsafe() {
Class var0 = Reflection.getCallerClass();
if(var0.getClassLoader() != null) {
throw new SecurityException("Unsafe");
} else {
return theUnsafe;
}
}
要达到上述对应的ClassLoader为空，只有通过BootStrapLoader来加载才可以。（可以通过bootclasspath实现）
java -Xbootclasspath:/usr/jdk1.7.0/jre/lib/rt.jar:. com.mishadoff.magic.UnsafeClient
Unsafe里面有一个静态变量，theUnsafe，另一种方式就是通过反射来获取该实例。
private static final Unsafe theUnsafe;
Field theUnsafe = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");
theUnsafe.setAccessible(true);
Unsafe unsafe = (Unsafe) theUnsafe.get(null);
避免初始化
可以使用allocateInstance方法来绕过构造方法的调用。
public class UnsafeDemo {
private UnsafeDemo() {
throw new IllegalStateException("非法访问");
}
public static void main(String[] args)
throws Exception {
Field theUnsafe = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");
theUnsafe.setAccessible(true);
Unsafe unsafe = (Unsafe) theUnsafe.get(null);
System.out.println(unsafe.allocateInstance(UnsafeDemo.class));
}
}
并发
可以通过Unsafe. compareAndSwap方法来实现Lock-free数据结构。使用的时候一般都会采用while循环在等待（Spin Lock），以及volatile来对内存数据变更能及时反应出来，在JDK里面AtomicInteger等应用到了。
字段的偏移
可以通过unsafe.objectFieldOffset来获取类的字段偏移，一般可以和Unsafe. compareAndSwap结合来使用。
如：
valueOffset = unsafe.objectFieldOffset(AtomicInteger.class.getDeclaredField("value"))
unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update)
AtomicInteger
字段变量
在AtomicInteger里面，主要通过使用CAS和volatile来实现。
public class AtomicInteger extends Number implements java.io.Serializable {
private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();
// value字段的偏移，用于compareAndSwapInt方法
private static final long valueOffset;
// 这里volatile用于在并发的时候变更值，能够及时的反应到其它线程
private volatile int value;
}
具体方法
getAndSet
public final int getAndSet(int newValue) {
/* 这里就用到了循环来控制，直到成功，类似自旋锁的方式，在冲突不大的情况下，性能会得到比较好的提升，但是同时也会比较耗CPU，因为是在一直在尝试。同时，在冲突比较大的时候，建议还是使用Lock */
for (;;) {
int current = get();
if (compareAndSet(current, newValue))
return current;
}
}
compareAndSet/weakCompareAndSet
这两个方法，和上面的区别在于只会调用一次，那么就需要开发者考虑失败的情况。
public final boolean compareAndSet(int expect, int update) {
return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);
}
参考资料
Unsafe:
- http://www.docjar.com/html/api/sun/misc/Unsafe.java.html
- http://mishadoff.com/blog/java-magic-part-4-sun-dot-misc-dot-unsafe/
- http://www.javaworld.com/article/2952869/java-platform/understanding-sun-misc-unsafe.html
