Java 并發(fā)編程之CAS 和 Unsafe類本地使用方法

成都創(chuàng)新互聯(lián)公司是一家企業(yè)級(jí)云計(jì)算解決方案提供商,超15年IDC數(shù)據(jù)中心運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)。主營GPU顯卡服務(wù)器，站群服務(wù)器，成都聯(lián)通服務(wù)器托管，海外高防服務(wù)器，大帶寬服務(wù)器，動(dòng)態(tài)撥號(hào)VPS，海外云手機(jī)，海外云服務(wù)器，海外服務(wù)器租用托管等。文章目錄

• Java 并發(fā)編程之CAS 和 Unsafe類本地使用方法
• • CAS原理與Unsafe類
  • Unsafe類本地使用方法

CAS原理與Unsafe類

我們知道保證線程安全的三個(gè)要素是原子性,可見性,有序性

CAS(Compare And Swap)，指令級(jí)別保證某一內(nèi)存地址V上的值的更新修改是一個(gè)原子操作
需要三個(gè)值:

• 內(nèi)存地址V

• 該線程拿到的值A(chǔ)

• 期望更新后的值B

思路：如果地址V上的實(shí)際值和該線程拿到的值A(chǔ)相等，就給地址V賦給新值B，如果不是，不做任何操作。
循環(huán)（死循環(huán)，自旋）里不斷的進(jìn)行CAS操作

JDK里為我們提供了這些原子操作類

• 更新基本類型類：AtomicBoolean，AtomicInteger，AtomicLong，AtomicReference
• 更新數(shù)組類：AtomicIntegerArray，AtomicLongArray，AtomicReferenceArray
• 更新引用類型：AtomicReference，AtomicMarkableReference，AtomicStampedReference
• 原子更新字段類：AtomicReferenceFieldUpdater，AtomicIntegerFieldUpdater，AtomicLongFieldUpdater

觀察這些類的源碼我們可以發(fā)現(xiàn)，CAS底層的原理實(shí)現(xiàn)都需要借助一個(gè)Unsafe類來實(shí)現(xiàn)，比如對(duì)于AtomicInteger類的compareAndSet方法：

public final boolean compareAndSet(int expect, int update) {return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);
    }

代碼中unsafe變量的初始化：

private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();

于是，為了嘗試使用CAS在本地操作，模仿了上面的代碼和初始化，嘗試在本地進(jìn)行測(cè)試，代碼如下：

public class CASTest {static volatile long valueOffset;
    // Unsafe類初始化
    static Unsafe unsafe = sun.misc.Unsafe.getUnsafe();


    static {//        initUnsafe();
        try {valueOffset = unsafe.objectFieldOffset
                    (CASTest.class.getDeclaredField("value"));
        } catch (Exception ex) {throw new Error(ex); }
    }
    
    private static void initUnsafe() {try {Field f = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");
            f.setAccessible(true);
            Unsafe unsafe1 =  (Unsafe) f.get(null);
            unsafe = unsafe1;
        } catch (IllegalAccessException e) {e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchFieldException e) {e.printStackTrace();
        }
    }
    
    
    volatile int value;

    public CASTest(int value) {this.value = value;
    }
	
    // 測(cè)試cas操作
    public void cas() {System.out.println(unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset , 5, 10));
        System.out.println("this.value:" + this.value);
        System.out.println(unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset , 5, 20));
        System.out.println("this.value:" + this.value);
    }
    public static void main(String[] args) {new CASTest(5).cas();
    }
}

但是執(zhí)行后發(fā)現(xiàn)，會(huì)報(bào)錯(cuò)：

Exception in thread "main" java.lang.ExceptionInInitializerError
Caused by: java.lang.SecurityException: Unsafe
	at sun.misc.Unsafe.getUnsafe(Unsafe.java:90)
	at com.lagou.concurrent.demo.test.CASTest.(CASTest.java:9)

查詢相關(guān)資料后發(fā)現(xiàn)，在使用該getUnsafe方法是，會(huì)判斷classLoader的類型，如果不是systemClassLoader則會(huì)拋出SecurityException(“Unsafe”)異常，所以用戶編寫的程序使用不了unsafe實(shí)例。

那如果我們想本地實(shí)現(xiàn)可以怎么辦呢？

Unsafe類本地使用方法

下面給出一個(gè)本地使用Unsafe類初始化的方法，也是網(wǎng)上使用比較多的方法

private static void initUnsafe() {try {Field f = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");
            f.setAccessible(true);
            Unsafe unsafe1 =  (Unsafe) f.get(null);
            unsafe = unsafe1;
        } catch (IllegalAccessException e) {e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchFieldException e) {e.printStackTrace();
        }
    }

使用該初始化方法更新上面的測(cè)試代碼：

public class CASTest {static volatile long valueOffset;
    static Unsafe unsafe;


    static {initUnsafe();
        try {valueOffset = unsafe.objectFieldOffset
                    (CASTest.class.getDeclaredField("value"));
        } catch (Exception ex) {throw new Error(ex); }
    }

    private static void initUnsafe() {try {Field f = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");
            f.setAccessible(true);
            Unsafe unsafe1 =  (Unsafe) f.get(null);
            unsafe = unsafe1;
        } catch (IllegalAccessException e) {e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchFieldException e) {e.printStackTrace();
        }
    }
    volatile int value;

    public CASTest(int value) {this.value = value;
    }

    public void cas() {System.out.println(unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset , 5, 10));
        System.out.println("this.value:" + this.value);
        System.out.println(unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset , 5, 20));
        System.out.println("this.value:" + this.value);
    }
    public static void main(String[] args) {new CASTest(5).cas();
    }
}

正常執(zhí)行，且輸出結(jié)果為：

true
this.value:10
false
this.value:10

對(duì)于輸出結(jié)果，根據(jù)CAS原理我們分析可知，初始時(shí)，我們賦值value=5，那么第一個(gè)CAS操作時(shí)valueOffset地址對(duì)應(yīng)的value值=5，與compareAndSwapInt參數(shù)里的期望值5匹配，因此CAS操作成功返回true，同時(shí)value值被賦為10。同理，第二次CAS操作取valueOffset地址對(duì)應(yīng)的value=10，與方法中的期望值5不匹配，則CAS操作失敗返回false，此時(shí)value的值仍為10。

如果我們把第二次CAS操作的期望值設(shè)成10，那么最終的返回value值會(huì)為20。

true
this.value:10
true
this.value:20

你是否還在尋找穩(wěn)定的海外服務(wù)器提供商？創(chuàng)新互聯(lián)www.cdcxhl.cn海外機(jī)房具備T級(jí)流量清洗系統(tǒng)配攻擊溯源，準(zhǔn)確流量調(diào)度確保服務(wù)器高可用性，企業(yè)級(jí)服務(wù)器適合批量采購，新人活動(dòng)首月15元起，快前往官網(wǎng)查看詳情吧

本文名稱：Java并發(fā)編程之CAS和Unsafe類本地使用方法-創(chuàng)新互聯(lián)
本文URL：http://jinyejixie.com/article46/gihhg.html

成都網(wǎng)站建設(shè)公司_創(chuàng)新互聯(lián)，為您提供靜態(tài)網(wǎng)站、全網(wǎng)營銷推廣、云服務(wù)器、網(wǎng)站策劃、響應(yīng)式網(wǎng)站、App設(shè)計(jì)

廣告

聲明：本網(wǎng)站發(fā)布的內(nèi)容（圖片、視頻和文字）以用戶投稿、用戶轉(zhuǎn)載內(nèi)容為主，如果涉及侵權(quán)請(qǐng)盡快告知，我們將會(huì)在第一時(shí)間刪除。文章觀點(diǎn)不代表本網(wǎng)站立場(chǎng)，如需處理請(qǐng)聯(lián)系客服。電話：028-86922220；郵箱：631063699@qq.com。內(nèi)容未經(jīng)允許不得轉(zhuǎn)載，或轉(zhuǎn)載時(shí)需注明來源： 創(chuàng)新互聯(lián)