java concurrent包的實現原理


 
由於java的CAS同時具有 volatile 讀和volatile寫的內存語義,因此Java線程之間的通信現在有了下面四種方式:
 
  1. A線程寫volatile變量,隨后B線程讀這個volatile變量。
  2. A線程寫volatile變量,隨后B線程用CAS更新這個volatile變量。
  3. A線程用CAS更新一個volatile變量,隨后B線程用CAS更新這個volatile變量。
  4. A線程用CAS更新一個volatile變量,隨后B線程讀這個volatile變量。
 
Java的CAS會使用現代處理器上提供的高效機器級別原子指令,這些原子指令以原子方式對內存執行讀-改-寫操作,這是在多處理器中實現同步的關鍵(從本質上來說,能夠支持原子性讀-改-寫指令的計算機器,是順序計算圖靈機的異步等價機器,因此任何現代的多處理器都會去支持某種能對內存執行原子性讀-改-寫操作的原子指令)。同時,volatile變量的讀/寫和CAS可以實現線程之間的通信。把這些特性整合在一起,就形成了整個concurrent包得以實現的基石。如果我們仔細分析concurrent包的源代碼實現,會發現一個通用化的實現模式:
 
  1. 首先,聲明共享變量為volatile;
  2. 然后,使用CAS的原子條件更新來實現線程之間的同步;
  3. 同時,配合以volatile的讀/寫和CAS所具有的volatile讀和寫的內存語義來實現線程之間的通信。
AQS,非阻塞 數據結構和原子變量類(java.util.concurrent.atomic包中的類),這些concurrent包中的基礎類都是使用這種模式來實現的,而concurrent包中的高層類又是依賴於這些基礎類來實現的。從整體來看,concurrent包的實現示意圖如下:
 
 
 
 


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