AtomicIntegerFieldUpdater字段原子更新类

    xiaoxiao2023-10-28  198

    前面讲的两个AtomicInteger和AtomicIntegerArray,这两个都是在最初设计编码时候就已经考虑到了需要保证原子性。但是往往有很多情况就是,由于需求的更改,原子性需要在后面加入,类似于我不要求你这整个类操作具有原子性,我只要求你里面一个字段操作具有原子性。没错,concurrent.atomic包下AtomicIntegerFieldUpdater就是这个作用的。

    AtomicXXXFieldUpdater主要包括以下几个:AtomicIntegerFieldUpdaterAtomicLongFieldUpdaterAtomicReferenceFieldUpdater

    What is AtomicIntegerFieldUpdater

    相信前言部分讲的已经很清晰易懂了,AtomicIntegerFieldUpdater就是用来更新某一个实例对象里面的int属性的。 但是注意,在用法上有规则:

     字段必须是volatile类型的,在线程之间共享变量时保证立即可见 字段的描述类型(修饰符public/protected/default/private)是与调用者与操作对象字段的关系一致。也就是说调用者能够直接操作对象字段,那么就可以反射进行原子操作。对于父类的字段,子类是不能直接操作的,尽管子类可以访问父类的字段。只能是实例变量,不能是类变量,也就是说不能加static关键字。只能是可修改变量,不能使final变量,因为final的语义就是不可修改。对于AtomicIntegerFieldUpdater和AtomicLongFieldUpdater只能修改int/long类型的字段,不能修改其包装类型(Integer/Long)。如果要修改包装类型就需要使用AtomicReferenceFieldUpdater。

    具体规则可以通过以下测试例子来分析:

    import java.util.concurrent.atomic.AtomicIntegerFieldUpdater;

    public class AtomicIntegerFieldUpdaterAnalyzeTest {

        public static void main(String[] args) {         AtomicIntegerFieldUpdaterAnalyzeTest test = new AtomicIntegerFieldUpdaterAnalyzeTest();         test.testValue();     }

        public AtomicIntegerFieldUpdater<DataDemo> updater(String name) {         return AtomicIntegerFieldUpdater.newUpdater(DataDemo.class, name);     }

        public void testValue() {         DataDemo data = new DataDemo(); //      //访问父类的public 变量,报错:java.lang.NoSuchFieldException //      System.out.println("fatherVar = "+updater("fatherVar").getAndIncrement(data)); //       //      //访问普通 变量,报错:java.lang.IllegalArgumentException: Must be volatile type //      System.out.println("intVar = "+updater("intVar").getAndIncrement(data));

    //      //访问public volatile int 变量,成功 //      System.out.println("publicVar = "+updater("publicVar").getAndIncrement(data)); //       //      //访问protected volatile int 变量,成功 //      System.out.println("protectedVar = "+updater("protectedVar").getAndIncrement(data)); //       //      //访问其他类private volatile int变量,失败:java.lang.IllegalAccessException //      System.out.println("privateVar = "+updater("privateVar").getAndIncrement(data)); //       //      //访问,static volatile int,失败,只能访问实例对象:java.lang.IllegalArgumentException //      System.out.println("staticVar = "+updater("staticVar").getAndIncrement(data)); //       //      //访问integer变量,失败, Must be integer type //      System.out.println("integerVar = "+updater("integerVar").getAndIncrement(data)); //       //      //访问long 变量,失败, Must be integer type //      System.out.println("longVar = "+updater("longVar").getAndIncrement(data));

            //自己在自己函数里面可以访问自己的private变量,所以如果可见,那么可以进行原子性字段更新         data.testPrivate();     } } class Father{     public volatile int fatherVar = 4; } class DataDemo extends Father {

        public int intVar = 4;  //必须是volatile

        public volatile int publicVar = 3;     protected volatile int protectedVar = 4;     private volatile int privateVar = 5;

        public volatile static int staticVar = 10;     //The field finalVar can be either final or volatile, not both     //public final volatile int finalVar = 11;

        public volatile Integer integerVar = 19;     public volatile Long longVar = 18L;

        public void testPrivate(){         DataDemo data = new DataDemo();         System.out.println(AtomicIntegerFieldUpdater.newUpdater(DataDemo.class, "privateVar").getAndIncrement(data));     }

    实现

    首先看定义:

    /**  * 允许一个已经定义的类里面的某一个volatile int型变量的原子更新。  * 注意只能够原子更新里面的某一个int型的变量。  * 思路是通过反射获取变量,为一个updater,然后进行更新。  */ public abstract class AtomicIntegerFieldUpdater<T>

    AtomicIntegerFieldUpdater是一个抽象类,但是它内部有一个private final类型的默认子类,所以在调用newUpdater的时候,会用模式子类来实现:

    /**      * 创建一个updater,      * tclass:包含类的名称      * fieldName:字段名字      */     @CallerSensitive     public static <U> AtomicIntegerFieldUpdater<U> newUpdater(Class<U> tclass,                                                               String fieldName) {         return new AtomicIntegerFieldUpdaterImpl<U> (tclass, fieldName, Reflection.getCallerClass());     }

     而除了这些之外,子类中还有判断对象访问权限,以及判断是否为父类,是否同一个包等方法:

     

    //判断second是否为first的父类 private static boolean isAncestor(ClassLoader first, ClassLoader second) ; //判断class1和class2是否在同一个包下 private static boolean isSamePackage(Class<?> class1, Class<?> class2) //获得包名 private static String getPackageName(Class<?> cls) //判断object是否为当前class的一个子类 private final void accessCheck(T obj)

    另外就是一些CAS方法,实际上都是调用Unsafe.java中的native方法:

     public final boolean compareAndSet(T obj, int expect, int update) {             accessCheck(obj);             return U.compareAndSwapInt(obj, offset, expect, update);         }

            public final boolean weakCompareAndSet(T obj, int expect, int update) {             accessCheck(obj);             return U.compareAndSwapInt(obj, offset, expect, update);         }

            public final void set(T obj, int newValue) {             accessCheck(obj);             U.putIntVolatile(obj, offset, newValue);         }

            public final void lazySet(T obj, int newValue) {             accessCheck(obj);             U.putOrderedInt(obj, offset, newValue);         }

            public final int get(T obj) {             accessCheck(obj);             return U.getIntVolatile(obj, offset);         }

            public final int getAndSet(T obj, int newValue) {             accessCheck(obj);             return U.getAndSetInt(obj, offset, newValue);         }

    AtomicLongFieldUpdater和AtomicReferenceFieldUpdater

    在AtomicLongFieldUpdater类中,由于有些32位系统一次性无法对64位的long进行原子运算,所以为了保证安全,在这些不能一次性进行原子运算的需要区分考虑,利用加synchronized锁来实现:

     

      @CallerSensitive     public static <U> AtomicLongFieldUpdater<U> newUpdater(Class<U> tclass,                                                            String fieldName) {         Class<?> caller = Reflection.getCallerClass();         if (AtomicLong.VM_SUPPORTS_LONG_CAS)         //直接cas实现             return new CASUpdater<U>(tclass, fieldName, caller);         else         //带synchronized锁实现             return new LockedUpdater<U>(tclass, fieldName, caller);     }

    什么意思呢?下面给出几个具体方法:

    直接CAS实现:

          //直接CAS实现         public final boolean compareAndSet(T obj, long expect, long update) {             accessCheck(obj);             return U.compareAndSwapLong(obj, offset, expect, update);         }

    加锁的CAS实现:

            //加锁的CAS实现         public final boolean compareAndSet(T obj, long expect, long update) {             accessCheck(obj);             synchronized (this) {                 long v = U.getLong(obj, offset);                 if (v != expect)                     return false;                 U.putLong(obj, offset, update);                 return true;             }         }

    在其他方面, AtomicLongFieldUpdater和AtomicReferenceFieldUpdater实现思想基本一致。

    参考资料: http://blog.csdn.net/u010412719/article/details/52068888 --------------------- 作者:6点A君 来源: 原文:https://blog.csdn.net/anLA_/article/details/78662383 版权声明:本文为博主原创文章,转载请附上博文链接!

    最新回复(0)