并发系列—CAS原理实现初识

女爷i 2023-07-17 14:29 26阅读 0赞

在JDK1.5开始，**AtomicInteger**中就基于CAS原理做了相关操作。

public static void main(String[] args) throws Exception{
            //初识值为0
            AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger();
            //查看当前对象的值
            System.out.println("初始值："+atomicInteger.get());
            //给对象当前值加1并返回该值
            atomicInteger.incrementAndGet();
            //查看当前对象的值
            System.out.println("当前值："+atomicInteger.get());
        }

运行结果：

![20200322180522216.png][]

点击**incrementAndGet()**进去查看

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2RlbmdkYWkxMjM2NTQ_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

我们先查看方法中如何定义**unsafe**、**valueOffset**这两个变量![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2RlbmdkYWkxMjM2NTQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

private static final long valueOffset;
    
        static {
            try {
                //获取值value在这个对象内存中的起始位置
                //对象可以具象理解为jvm中的一段内存，对象中的属性信息在这段内存中都是有序排列的，该方法呢就是获取value在这段内存中的起始位置
                valueOffset = unsafe.objectFieldOffset
                    (AtomicInteger.class.getDeclaredField("value"));
            } catch (Exception ex) { throw new Error(ex); }
        }

现在查看 **incrementAndGet(**)的具体实现

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2RlbmdkYWkxMjM2NTQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

/**
     * var1:当前对象
     * var2:对象中value在对象内存中的起始位置
     * var4:固定值 1
     **/
    public final int getAndAddInt(Object var1, long var2, int var4) {
            int var5;
            do {
                //获取当前对象的value值
                var5 = this.getIntVolatile(var1, var2);
              //比较获取的值var5和对象现在的值是否相同（防止当前该值已经被其他线程修改）
                  //不同==>继续获取对象的最新value然后进行比较（自旋）
                  //相同==>将对象的value改成var5 + var4（对象的值+1），并返回刚才获取的var5
            } while(!this.compareAndSwapInt(var1, var2, var5, var5 + var4));
    
            return var5;
        }

进一步查看一眼compareAndSwapInt(Object var1, long var2, int var4, int var5)![20200322175845912.png][]

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)：获取对象当前的值
            return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, 1) + 1;
        }

** 以上是JDK1.5后java对CAS使用的一个基础案例**

compareAndSwapInt(Object var1, long var2, int var4, int var5)由于是用**native**修饰的暂时没有进一步追踪，后查阅资料了解到其底部是通过已经汇编指令执行的 ==>  **lock cmpxchg 指令**

//在实际让对象的值改变前判断系统是否是多核的
        //是 ==》 指令前添加lock(锁)执行
        //不是==》直接执行指令
    lock cmpxchg 指令
            //cmpxchg = cas修改变量值

[20200322180522216.png]: /images/20230528/f5aded85cc424d05979d12f14fd4d9b8.png
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[20200322175845912.png]: /images/20230528/c36bc36e2416475e83e9dca3d1567e1b.png