Java并发编程 - 线程安全性之原子性（二）

• AtomicLongArray 会额外多一个索引值，让我们去更新，例如：compareAndSet方法中的 int i。

package com.mmall.concurrency.example.atomic;

import com.mmall.concurrency.annoations.ThreadSafe;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Semaphore;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference;
import java.util.concurrent.atomic.LongAdder;

@Slf4j
@ThreadSafe
public class AtomicExample4 {

    // 这里的 0 就是开始的接龙起点
    private static AtomicReference<Integer> count = new AtomicReference<>(0);

    public static void main(String[] args) {
        count.compareAndSet(0, 2); // 2
        count.compareAndSet(0, 1); // no
        count.compareAndSet(1, 3); // no
        count.compareAndSet(2, 4); // 4
        count.compareAndSet(3, 5); // no
        log.info("count:{}", count.get()); // 4
    }
}

• AtomicReference的源码比较简单。它是通过"volatile"和"Unsafe提供的CAS函数实现"原子操作。
• （1）value是volatile类型。这保证了：当某线程修改value的值时，其他线程看到的value值都是最新的value值，即修改之后的volatile的值。
• （2）通过CAS设置value。这保证了：当某线程池通过CAS函数(如compareAndSet函数)设置value时，它的操作是原子的，即线程在操作value时不会被中断。 

package com.mmall.concurrency.example.atomic;

import com.mmall.concurrency.annoations.ThreadSafe;
import lombok.Getter;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicIntegerFieldUpdater;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference;

@Slf4j
@ThreadSafe
public class AtomicExample5 {

    private static AtomicIntegerFieldUpdater<AtomicExample5> updater =
            AtomicIntegerFieldUpdater.newUpdater(AtomicExample5.class, "count");

    @Getter
    public volatile int count = 100;

    public static void main(String[] args) {

        AtomicExample5 example5 = new AtomicExample5();

        if (updater.compareAndSet(example5, 100, 120)) {
            log.info("update success 1, {}", example5.getCount());
        }

        if (updater.compareAndSet(example5, 100, 120)) {
            log.info("update success 2, {}", example5.getCount());
        } else {
            log.info("update failed, {}", example5.getCount());
        }
    }
}

// 输出
update success 1, 120
update failed, 120

• 【用的不是很多】AtomicIntegerFieldUpdater 更新某个类的对象的某个字段，必须是volatile修饰，不能被static修饰（因为被static修饰之后字段就不属于对象，而是直接属于类）

package com.mmall.concurrency.example.atomic;

import com.mmall.concurrency.annoations.ThreadSafe;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Semaphore;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicBoolean;

@Slf4j
@ThreadSafe
public class AtomicExample6 {

    private static AtomicBoolean isHappened = new AtomicBoolean(false);

    // 请求总数
    public static int clientTotal = 5000;

    // 同时并发执行的线程数
    public static int threadTotal = 200;

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
        final Semaphore semaphore = new Semaphore(threadTotal);
        final CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(clientTotal);
        for (int i = 0; i < clientTotal ; i++) {
            executorService.execute(() -> {
                try {
                    semaphore.acquire();
                    test();
                    semaphore.release();
                } catch (Exception e) {
                    log.error("exception", e);
                }
                countDownLatch.countDown();
            });
        }
        countDownLatch.await();
        executorService.shutdown();
        log.info("isHappened:{}", isHappened.get());
    }

    private static void test() {
        if (isHappened.compareAndSet(false, true)) {
            log.info("execute");
        }
    }
}

// 输出
isHappened:true

• CAS ABA 问题 ：在CAS操作的时候其他线程将变量的值A改成了B又改回了A，本线程用期望值A比较时发现值没有变，于是CAS就将A值进行了交换操作，这值已经被其他线程改变过，与设计思想是不符合的。
• 解决思路：每次变量更新的时候，把变量的版本号加一，A改成了B又改回了A的过程，就是A版本1、B版本2、A版本3。
• 【应用】有些地方只需要原子性操作一次的地方可以借用这个思路来操作。