java - AtomicInteger 的CAS 問題

Question

 public final int incrementAndGet() {
        for (;;) {
            int current = get();
            int next = current + 1;
            if (compareAndSet(current, next))
                return next;
        }
    }

這是自增操作，定義： CAS有3個操作數，記憶體值V，舊的預期值A，要修改的新值B。當且僅當預期值A和記憶體值V相同時，將記憶體值V修改為B，否則什麼都不做
預期值是next嗎？記憶體值是current？
假如1個執行緒自增時沒有其他執行緒競爭，那麼預期值應該比記憶體值大1啊，怎麼會預期值和記憶體值相同？

Answer 1

瀉藥~
可能題主這裡理解有點偏差

1. current是預期值，不是記憶體值

2. next是修改的新值不是預期值

方法compareAndSet的源碼就可以看得出來，裡面註釋已經很明白了

/**
     * Atomically sets the value to the given updated value
     * if the current value {@code ==} the expected value.
     *
     * @param expect the expected value
     * @param update the new value
     * @return {@code true} if successful. False return indicates that
     * the actual value was not equal to the expected value.
     */
    public final boolean compareAndSet(int expect, int update) {
        return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);
    }

CAS的操作是按照題主所說，用預期值和內存值比較，只有當相等時，才會把新值寫入，否則會不斷重試，是一種樂觀的態度，而真正的內存值其實是AtomicInteger.value這個屬性（其實最關鍵也不是這個屬性，只是個引用而已，真正的boss後面會提到）,注意這個value的有關鍵字volatile修飾

private volatile int value;

所以這個value值其實是一個共享變量，代表著這個變量的可見性，也就是線程之間的可見性，

=======================話多隨便扯了哈可見性，不喜可以直接略過=========== =====================

簡單點說，Java記憶體模型規定了變數是存在主記憶體中（類似物理記憶體）的，各個執行緒都有自己的工作緩存，在對某個變數操作時，不是直接修改主記憶體中的值，而是在自己的工作快取中執行，最後在同步到主記憶體中，且執行緒相互之間的是不能存取對方的工作快取的

這裡說到的可見性，就是指，線程在操作有關鍵字volatile修飾的變數時，當成功修改了這個變數並寫入了主存，那麼其他執行緒的工作快取中的變數會失效，所以此時其他執行緒再去讀取變數時會直接從主記憶體去讀，而不會再用自己工作快取中的值了

========================================== 扯完===== =========================================

剛才說到AtomicInteger.value這個屬性對於資料本身而言，只是一個引用，在呼叫compareAndSet方法時，可以注意到第二個參數，valueOffset，其實這才是關鍵...的Boss，真正的記憶體的值，因為涉及到在java語言裡很少聽到的一個詞，指針，這個valueOffset其實就是對象內的偏移量啦，這才是真正的內存值

（之所以這個方法compareAndSet裡調用的是Unsafe類的方法，Unsafe這其實就是封裝了一些類似指針的操作，指針才不安全）