Java AtomicBoolean （Java代码实战-008）

值得一提的是，Java的AtomXXX类并不是使用了锁的方式进行同步，而是采用了一种新的理念，叫做CAS（Compare And Swap）
CAS是一组CPU原语指令，用来实现多线程下的变量同步（原子操作）。在 X86下的指令CMPXCHG实现了CAS，前置LOCK既可以达到原子性操作。 
由于CAS原语的直接操作与计算机底层的联系很大，CAS原语有三个参数，内存地址，期望值，新值。我们在Java中一般不去直接写CAS相关的代码，JDK为我们封装在AtomXXX中，因此，我们直接使用就可以了。

CAS有3个操作数，内存值V，旧的预期值A，要修改的新值B。当且仅当预期值A和内存值V相同时，将内存值V修改为B，否则什么都不做。

CAS操作不需要不需要阻塞线程（加锁、解锁）以及切换线程状态，效率更高。

使用AtomBoolean来实现原子操作

package atomactions;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicBoolean;

/**
 * Created by xfyou 2018/6/20 16:29.
 */
public class BarWorker implements Runnable {

    /**
     * <p>
     * AtomicBoolean是java.util.concurrent.atomic包下的原子变量，这个包里面提供了一组原子类。
     * <p>
     * 其基本的特性就是在多线程环境下，当有多个线程同时执行这些类的实例包含的方法时，具有排他性，即当某个线程进入方法，执行其中的指令时，不会被其他线程打断，而别的线程就像自旋锁一样，一直等到该方法执行完成，才由JVM从等待队列中选择一个另一个线程进入，这只是一种逻辑上的理解。
     * <p>
     * 实际上是借助硬件的相关指令来实现的，不会阻塞线程(或者说只是在硬件级别上阻塞了)。
     * <p>
     * 例如AtomicBoolean，在这个Boolean值的变化的时候不允许在之间插入，保持操作的原子性。方法和举例：compareAndSet(boolean expect, boolean update)。
     * 这个方法主要两个作用
     * 1. 比较AtomicBoolean和expect的值，如果一致，执行方法内的语句。其实就是一个if语句
     * 2. 把AtomicBoolean的值设成update比较最要的是这两件事是一气呵成的，这连个动作之间不会被打断，任何内部或者外部的语句都不可能在两个动作之间运行。为多线程的控制提供了解决的方案。
     */
    private static AtomicBoolean exist = new AtomicBoolean(false);

    @Override
    public void run() {
        String name = Thread.currentThread().getName();
        if (exist.compareAndSet(false, true)) {
            System.out.println(name + " enter");
            try {
                System.out.println(name + " working");
                TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
            } catch (InterruptedException e) {
                // do nothing
            }
            System.out.println(name + " leave");
            exist.set(false);
        } else {
            System.out.println(name + " give up");
        }
    }

    /**
     * 仅仅一个线程进行工作，因为exists.compareAndSet(false, true)提供了原子性操作，比较和赋值操作组成了一个原子操作
     *
     * @param args args
     */
    public static void main(String[] args) {
        BarWorker bw = new BarWorker();
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5);
        for (int i = 0; i < 5; i++)
            executorService.execute(bw);
        executorService.shutdown();
    }
}

一种可能的输出结果为：

pool-1-thread-1 enter
pool-1-thread-1 working
pool-1-thread-3 give up
pool-1-thread-4 give up
pool-1-thread-5 give up
pool-1-thread-2 give up
pool-1-thread-1 leave

java并发包是在建立在volatile和CAS基础上的