04 develop07 专题并发基础语义

AtomicInteger线程安全

最近面试被问到一个问题，AtomicInteger如何保证线程安全？我查阅了资料 发现还可以引申到 乐观锁/悲观锁的概念，觉得值得一记。

众所周知，JDK提供了AtomicInteger保证对数字的操作是线程安全的，线程安全我首先想到了synchronized和Lock,但是这种方式又有一个名字，叫做互斥锁，一次只能有一个持有锁的线程进入，再加上还有不同线程争夺锁这个机制，效率比较低，所以又称“悲观锁”。

但是相应的有了乐观锁的概念，他的思路就是，它不加锁去完成某项操作，如果因为冲突失败就重试，直到成功为止。这种说的比较抽象，我们直接拿AtomicInteger源码举例，因为AtomicInteger保证线程安全就是因为使用了乐观锁。

Unsafe 是做一些Java语言不允许但是又十分有用的事情，具体的实现都是native方法，AtomicInteger里调用的 Unsafe 方法 基于的是CPU 的 CAS指令来实现的。所以基于 CAS 的操作可认为是无阻塞的，一个线程的失败或挂起不会引起其它线程也失败或挂起。并且由于 CAS 操作是 CPU 原语，所以性能比较好。

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/**
 * Atomically increments by one the current value.
 * @return the previous value
 */
public final int getAndIncrement() {
    return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, 1);
}

CAS就是Compare and Swap的意思，比较并操作。很多的cpu直接支持CAS指令。CAS是项乐观锁技术，当多个线程尝试使用CAS同时更新同一个变量时，只有其中一个线程能更新变量的值，而其它线程都失败，失败的线程并不会被挂起，而是被告知这次竞争中失败，并可以再次尝试。CAS有3个操作数，内存值V，旧的预期值A，要修改的新值B。当且仅当预期值A和内存值V相同时，将内存值V修改为B，否则什么都不做。 从代码上我们可以看到do while语句，从而证实当更新出现冲突时，即失败时，它还会尝试更新。符合乐观锁的思想。

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public final int getAndAddInt(Object var1, long var2, int var4) {
        int var5;
        do {
            var5 = this.getIntVolatile(var1, var2);
        } while(!this.compareAndSwapInt(var1, var2, var5, var5 + var4));
        return var5;
}