AtomicInteger

AtomicInteger #

AtomicInteger 是 Java 中常见的原子类,每种基础类型都对应 Atomic***AtomicInteger 中最重要的就属于原子更新操作,这里我们来分析下 getAndAdd 的实现。

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

    static {
        try {
            //获取 value 的偏移量
            valueOffset = unsafe.objectFieldOffset
                (AtomicInteger.class.getDeclaredField("value"));
        } catch (Exception ex) { throw new Error(ex); }
    }

    private volatile int value;

    public final int getAndAdd(int delta) {
        //调用 unsafe.getAndAddInt
        return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, delta);
    }

getAndAdd 中直接调用 unsafe.getAndAddInt,原子更新的逻辑都在 UnSafe 类中:

  public final int getAndAddInt(Object var1, long var2, int var4) {
    int var5;
    //循环 CAS
    do {
      //获取 volatile 字段值
      var5 = this.getIntVolatile(var1, var2);
    } while(!this.compareAndSwapInt(var1, var2, var5, var5 + var4));

    return var5;
  }

getAndAdd 就是通过循环CAS,来执行原子更新的逻辑。

ABA 问题 #

CAS 并不是万能的,CAS 更新有 ABA 问题。即 T1 读取内存变量为 A ,T2 修改内存变量为 B ,T2 修改内存变量为 A ,这时 T1 再 CAS 操作 A 时是可行的。但实际上在 T1 第二次操作 A 时,已经被其他线程修改过了。举一个现实情况下的例子:

小明账户上有100元。现在小明取钱,小强汇钱,诈骗分子盗刷三个动作同时进行。

  1. 小明取50元。
  2. 诈骗分子盗刷50元。
  3. 小强给小明汇款50元。

此时,银行交易系统出问题,每笔交易无法通过短信告知小明。ABA问题就是:

  1. 小明验证账户上有100元后,取出50元。—— 账上有50元。
  2. 小强不会验证小明账户的余额,直接汇款50元。—— 账上有100元。
  3. 诈骗分子验证账户有100元后,取出50元。—— 账上有50元。

小强没有告诉小明自己汇钱,小明也没收到短信,那么小明就一直以为只有自己取款操作,最后损失了50元。

AtomicStampedReference #

对于 ABA 问题,比较有效的方案是引入版本号,内存中的值每发生一次变化,版本号都 +1;在进行CAS操作时,不仅比较内存中的值,也会比较版本号,只有当二者都没有变化时,CAS才能执行成功。 AtomicStampedReference 便是使用版本号来解决ABA问题的。类似的还有 AtomicMarkableReferenceAtomicStampedReference 是使用 pair 的 int stamp 作为计数器使用, AtomicMarkableReference 的 pair 使用的是 boolean mark