深入浅出 Java Concurrency (2): 原子操作 part 1[转]
从相对简单的Atomic入手(java.util.concurrent是基于Queue的并发包,而Queue,很多情况下使用到了Atomic操作,因此首先从这里开始)。很多情况下我们只是需要一个简单的、高效的、线程安全的递增递减方案。注意,这里有三个条件:简单,意味着程序员尽可能少的操作底层或者实现起来要比较容易;高效意味着耗用资源要少,程序处理速度要快;线程安全也非常重要,这个在多线程下能保证数据的正确性。这三个条件看起来比较简单,但是实现起来却难以令人满意。
通常情况下,在Java里面,++i或者--i不是线程安全的,这里面有三个独立的操作:或者变量当前值,为该值+1/-1,然后写回新的值。在没有额外资源可以利用的情况下,只能使用加锁才能保证读-改-写这三个操作时“原子性”的。
Doug Lea在未将backport-util-concurrent合并到JSR 166里面来之前,是采用纯Java实现的,于是不可避免的采用了synchronized关键字。
public final synchronized void set(int newValue);
public final synchronized int getAndSet(int newValue);
public final synchronized int incrementAndGet();
同时在变量上使用了volatile (后面会具体来讲volatile到底是个什么东东)来保证get()的时候不用加锁。尽管synchronized的代价还是很高的,但是在没有JNI的手段下纯Java语言还是不能实现此操作的。
JSR 166提上日程后,backport-util-concurrent就合并到JDK 5.0里面了,在这里面重复使用了现代CPU的特性来降低锁的消耗。后本章的最后小结中会谈到这些原理和特性。在此之前先看看API的使用。
一切从java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger开始。
int addAndGet(int delta)
以原子方式将给定值与当前值相加。 实际上就是等于线程安全版本的i =i+delta操作。
boolean compareAndSet(int expect, int update)
如果当前值 == 预期值,则以原子方式将该值设置为给定的更新值。 如果成功就返回true,否则返回false,并且不修改原值。
int decrementAndGet()
以原子方式将当前值减 1。 相当于线程安全版本的--i操作。
int get()
获取当前值。
int getAndAdd(int delta)
以原子方式将给定值与当前值相加。 相当于线程安全版本的t=i;i+=delta;return t;操作。
int getAndDecrement()
以原子方式将当前值减 1。 相当于线程安全版本的i--操作。
int getAndIncrement()
以原子方式将当前值加 1。 相当于线程安全版本的i++操作。
int getAndSet(int newValue)
以原子方式设置为给定值,并返回旧值。 相当于线程安全版本的t=i;i=newValue;return t;操作。
int incrementAndGet()
以原子方式将当前值加 1。 相当于线程安全版本的++i操作。
void lazySet(int newValue)
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)。
void set(int newValue)
设置为给定值。 直接修改原始值,也就是i=newValue操作。
boolean weakCompareAndSet(int expect, int update)
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。
下面的代码是一个测试样例,为了省事就写在一个方法里面来了。
package xylz.study.concurrency.atomic;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
import org.junit.Test;
import static org.junit.Assert.*;
public class AtomicIntegerTest {
@Test
public void testAll() throws InterruptedException{
final AtomicInteger value = new AtomicInteger(10);
assertEquals(value.compareAndSet(1, 2), false);
assertEquals(value.get(), 10);
assertTrue(value.compareAndSet(10, 3));
assertEquals(value.get(), 3);
value.set(0);
//
assertEquals(value.incrementAndGet(), 1);
assertEquals(value.getAndAdd(2),1);
assertEquals(value.getAndSet(5),3);
assertEquals(value.get(),5);
//
final int threadSize = 10;
Thread[] ts = new Thread[threadSize];
for (int i = 0; i < threadSize; i++) {
ts[i] = new Thread() {
public void run() {
value.incrementAndGet();
}
};
}
//
for(Thread t:ts) {
t.start();
}
for(Thread t:ts) {
t.join();
}
//
assertEquals(value.get(), 5+threadSize);
}
}
由于这里例子比较简单,这里就不做过多介绍了。
AtomicInteger和AtomicLong、AtomicBoolean、AtomicReference差不多,这里就不介绍了。在下一篇中就介绍下数组、字段等其他方面的原子操作。
参考资料:
(1)http://stackoverflow.com/questions/2443239/java-atomicinteger-what-are-the-differences-between-compareandset-and-weakcompar
(2)http://stackoverflow.com/questions/1468007/atomicinteger-lazyset-and-set
深入浅出 Java Concurrency (2): 原子操作 part 1[转]的更多相关文章
- 深入浅出 Java Concurrency (4): 原子操作 part 3 指令重排序与happens-before法则
转: http://www.blogjava.net/xylz/archive/2010/07/03/325168.html 在这个小结里面重点讨论原子操作的原理和设计思想. 由于在下一个章节中会谈到 ...
- 《深入浅出 Java Concurrency》——原子操作
part1 从AtomicInteger開始 从相对简单的Atomic入手(java.util.concurrent是基于Queue的并发包.而Queue.非常多情况下使用到了Atomic操作.因此首 ...
- 深入浅出 Java Concurrency (4): 原子操作 part 3 指令重排序与happens-before法则[转]
在这个小结里面重点讨论原子操作的原理和设计思想. 由于在下一个章节中会谈到锁机制,因此此小节中会适当引入锁的概念. 在Java Concurrency in Practice中是这样定义线程安全的: ...
- 深入浅出 Java Concurrency (3): 原子操作 part 2
转:http://www.blogjava.net/xylz/archive/2010/07/02/325079.html 在这一部分开始讨论数组原子操作和一些其他的原子操作. AtomicInteg ...
- 深入浅出 Java Concurrency (2): 原子操作 part 1
转:http://www.blogjava.net/xylz/archive/2010/07/01/324988.html 从相对简单的Atomic入手(java.util.concurrent是基于 ...
- 深入浅出 Java Concurrency (3): 原子操作 part 2[转]
在这一部分开始讨论数组原子操作和一些其他的原子操作. AtomicIntegerArray/AtomicLongArray/AtomicReferenceArray的API类似,选择有代表性的Atom ...
- 深入浅出 Java Concurrency (5): 原子操作 part 4 CAS操作
在JDK 5之前Java语言是靠synchronized关键字保证同步的,这会导致有锁(后面的章节还会谈到锁). 锁机制存在以下问题: (1)在多线程竞争下,加锁.释放锁会导致比较多的上下文切换和调度 ...
- 深入浅出 Java Concurrency (5): 原子操作 part 4[转]
在JDK 5之前Java语言是靠synchronized关键字保证同步的,这会导致有锁(后面的章节还会谈到锁). 锁机制存在以下问题: (1)在多线程竞争下,加锁.释放锁会导致比较多的上下文切换和调度 ...
- 深入浅出 Java Concurrency (15): 锁机制 part 10 锁的一些其它问题
主要谈谈锁的性能以及其它一些理论知识,内容主要的出处是<Java Concurrency in Practice>,结合自己的理解和实际应用对锁机制进行一个小小的总结. 首先需要强调的 ...
随机推荐
- duilib教程之duilib入门简明教程10.界面设计器 DuiDesigner
上一个教程讲解了怎么布局最大化.最小化.关闭按钮,但是如果手动去计算这三个按钮的位置和大小的话,非常的不直观,也很不方便. 所以这一章准备介绍duilib的UI设计器,由于这个设计器很不完善,也 ...
- 如何在select标签中使用a标签跳转页面
1. 需求: 在select中想直接使用a标签跳转,错误想法 <select id=""> <option>choose one</option> ...
- Java之RabbitMQ(二)多mq配置
场景: springboot单项目,自身使用mq中间件处理一些业务需求,某些业务上又需要消费第三方mq消息,这时候需要我们单项目中配置多套mq,这时候,需要我们自定义多套mq相关连接工厂.模板.监听工 ...
- 0讲Java,给你一条简单清晰的学习道路!
1. 计算机基础: 1.1 数据结构基础: 主要学习:1.向量,链表,栈,队列和堆,词典.熟悉2.树,二叉搜索树.熟悉3.图,有向图,无向图,基本概念4.二叉搜索A,B,C类熟练,9大排序熟悉.5.树 ...
- IDA 远程调试设置
第一步,先去 IDA dbgsrv 这个目录下,找到要调试的那个远程计算机对应的可用客户端, 比如,android_server, 把它拷贝到目标计算机中, 比如 adb push .... 然 ...
- 关于IOC
1. [调侃]IOC前世今生 http://www.cnblogs.com/showjan/p/3950989.html#!comments 2. 使用ConfigurationManager类 读写 ...
- 莫烦PyTorch学习笔记(五)——分类
import torch from torch.autograd import Variable import torch.nn.functional as F import matplotlib.p ...
- Spring Boot与监控管理
概念: 通过引入spring-boot-starter-actuator,可以使用Spring Boot为我们提供的准生产环境下的应用监控和管理功能.我们可以通过HTTP,JMX,SSH协议来进行操作 ...
- springboot与热部署
在开发中我们修改一个Java文件后想看到效果不得不重启应用,这导致大量时间花费,我们希望不重启应用的情况下,程序可以自动部署(热部署).有以下四种情况,如何能实现热部署. 1.模板引擎: 在Sprin ...
- windows 可执行文件分析
windows可执行文件是什么? 是具有PE文件格特性的文件,例如:.exe.dll.ocx等文件. 注:(这里只是让大家能明了一些,其实,可执行与否,和后缀没有什么关系,后缀只是windows方便管 ...