Java原子操作類別源碼解析

我們先來看部分原始碼：

public class AtomicLong extends Number implements java.io.Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 1927816293512124184L;

    //1.获取Unsafe类实例
    private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();
    //2.存放value的偏移量
    private static final long valueOffset;
    static final boolean VM_SUPPORTS_LONG_CAS = VMSupportsCS8();

    //3.用于判断是否支持Long类型无锁CAS
    private static native boolean VMSupportsCS8();

    static {
        try {
            //4.获取value在AtomicLong中的偏移量
            valueOffset = unsafe.objectFieldOffset
                (AtomicLong.class.getDeclaredField("value"));
        } catch (Exception ex) { throw new Error(ex); }
    }
    //5.实际变量值
    private volatile long value;

    /**
     * Creates a new AtomicLong with the given initial value.
     *
     * @param initialValue the initial value
     */
    public AtomicLong(long initialValue) {
        value = initialValue;
    }
    ············省略部分代码·············
}

上面程式碼中，程式碼1處透過Unsafe.getUnsafe()取得到Unsafe類別的實例（因為AtomicLong類別是在rt .jar包下面的，AtomicLong類別就是透過Bootstarp類別載入器進行載入的）。代碼5處，value被聲明為volatile類型，保證記憶體的可見性。透過程式碼2，4取得value變數在AtomicLong類別中的偏移。

接下來介紹AtomicLong中的主要函數：

• #遞增和遞減程式碼

//调用unsafe方法，设置value=value+1后，返回原始的值
public final long getAndIncrement() {
    return unsafe.getAndAddLong(this, valueOffset, 1L);
}

//调用unsafe方法，设置value=value-1后，返回原始的值
public final long getAndDecrement() {
    return unsafe.getAndAddLong(this, valueOffset, -1L);
}


//调用unsafe方法，设置value=value+1后，返回递增后的值
public final long incrementAndGet() {
    return unsafe.getAndAddLong(this, valueOffset, 1L) + 1L;
}

//调用unsafe方法，设置value=value-1后，返回递减后的值
public final long decrementAndGet() {
    return unsafe.getAndAddLong(this, valueOffset, -1L) - 1L;
}

上面的四個函數內部都是透過呼叫Unsafe的getAndAddLong方法來實現操作，這個函數是個原子性操作，這裡第一個參數是AtomicLong實例的引用的，第二個參數是value變數在AtomicLong的偏移值，第三個參數是要設定的第二個變數的值。

其中getAndIncrement()方法在JDK7中實作邏輯為：

public final long getAndIncrement() {
    while(true) {
        long current = get();
        long next = current + 1;
        if (compareAndSet(current, next))
            return current;
    }
}

如上程式碼中，每個執行緒是先拿到變數的目前值（由於value是volatile變量，所以這是取得的最新值），然後在工作記憶體中進行增1操作，而後使用CAS修改變數的值，如果設定失敗，則循環繼續嘗試，直到設定成功。

JDK8中的邏輯為：

public final long getAndIncrement() {
        retrturn unsafe.getAndAddLong(this, valueOffset, 1L);
    }

#其中JDK8中的unsafe.getAndAddLong的程式碼為：

#

public final long getAndAddLong(Object var1, long var2, long var4) {
   long var6;
   do {
       var6 = this.getLongVolatile(var1, var2);
   } while(!this.compareAndSwapLong(var1, var2, var6, var6 + var4));

   return var6;
}

從中可以看到，JDK7中的AtomicLong中循環邏輯已經被JDK8中的原子操作類Unsafe內建了。

• boolean compareAndSet(long expect,long update)

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

函數在內部呼叫了unsafe.compareAndSwapLong方法。如果原子變數中的value值等於expect，則使用update值更新該值並傳回true，否則傳回false。

以上是Java原子操作類別源碼解析的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！