当程序更新一个变量时,如果多个线程同时更新该变量,可能会得到期望以外的值。比如i=1, 线程A更新i+1, 同时线程B更新I+1,经过两个线程的操作,最终变量i的值可能不是3,而是2。因为线程A、B拿到的i的值都是1,这就是线程不安全的更新操作。我们可以用synchronized来解决这样的问题,synchronized可以保证多线程之间的同步,以保证多个线程不会同时操作变量i。 但是在JDK1.5开始,就提供了java.util.concurrent.atomic包,这个包中的原子操作类提供了更为简单高效、线程安全的方式来更新一个变量的值。
JVM中CAS操作主要是利用了处理器提供的CMPXCHG执行实现。基本的思路就是利用循环进行CAS操作,直到成功为止。CAS主要涉及到三个操作数,内存中的值(V)、旧的预期值(A)、需要修改的新值(B),当且仅当V==A时,才会将V值修改为B值,否则什么都不做,并且通过一个布尔值返回结果。伪代码如下:
//伪代码
boolean compareAndSwap(V,A,B){
for(;;){
if(V==A)
V=B;//替换旧值
}
}
通过阅读源码,可以发现CAS操作都是使用Unsafe类下的方法进行操作,而Unsafe类只提供了三种CAS方法:
所以,对于其他类型的原子操作,都是进行类型转换,将其类型转换为这三种类型,然后进行原子操作。如Boolean型的,先转成整整,然后在使用compareAndSwapInt进行操作;所以像char/float/double/short…等都可以按照这种思路实现。