值得一提的是,Java的AtomXXX類並不是使用了鎖的方式進行同步,而是采用了一種新的理念,叫做CAS(Compare And Swap)
CAS是一組CPU原語指令,用來實現多線程下的變量同步(原子操作)。在 X86下的指令CMPXCHG實現了CAS,前置LOCK既可以達到原子性操作。
由於CAS原語的直接操作與計算機底層的聯系很大,CAS原語有三個參數,內存地址,期望值,新值。我們在Java中一般不去直接寫CAS相關的代碼,JDK為我們封裝在AtomXXX中,因此,我們直接使用就可以了。
CAS有3個操作數,內存值V,舊的預期值A,要修改的新值B。當且僅當預期值A和內存值V相同時,將內存值V修改為B,否則什么都不做。
CAS操作不需要不需要阻塞線程(加鎖、解鎖)以及切換線程狀態,效率更高。
使用AtomBoolean來實現原子操作
package atomactions; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; import java.util.concurrent.TimeUnit; import java.util.concurrent.atomic.AtomicBoolean; /** * Created by xfyou 2018/6/20 16:29. */
public class BarWorker implements Runnable { /** * <p> * AtomicBoolean是java.util.concurrent.atomic包下的原子變量,這個包里面提供了一組原子類。 * <p> * 其基本的特性就是在多線程環境下,當有多個線程同時執行這些類的實例包含的方法時,具有排他性,即當某個線程進入方法,執行其中的指令時,不會被其他線程打斷,而別的線程就像自旋鎖一樣,一直等到該方法執行完成,才由JVM從等待隊列中選擇一個另一個線程進入,這只是一種邏輯上的理解。 * <p> * 實際上是借助硬件的相關指令來實現的,不會阻塞線程(或者說只是在硬件級別上阻塞了)。 * <p> * 例如AtomicBoolean,在這個Boolean值的變化的時候不允許在之間插入,保持操作的原子性。方法和舉例:compareAndSet(boolean expect, boolean update)。 * 這個方法主要兩個作用 * 1. 比較AtomicBoolean和expect的值,如果一致,執行方法內的語句。其實就是一個if語句 * 2. 把AtomicBoolean的值設成update比較最要的是這兩件事是一氣呵成的,這連個動作之間不會被打斷,任何內部或者外部的語句都不可能在兩個動作之間運行。為多線程的控制提供了解決的方案。 */
private static AtomicBoolean exist = new AtomicBoolean(false); @Override public void run() { String name = Thread.currentThread().getName(); if (exist.compareAndSet(false, true)) { System.out.println(name + " enter"); try { System.out.println(name + " working"); TimeUnit.SECONDS.sleep(2); } catch (InterruptedException e) { // do nothing
} System.out.println(name + " leave"); exist.set(false); } else { System.out.println(name + " give up"); } } /** * 僅僅一個線程進行工作,因為exists.compareAndSet(false, true)提供了原子性操作,比較和賦值操作組成了一個原子操作 * * @param args args */
public static void main(String[] args) { BarWorker bw = new BarWorker(); ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5); for (int i = 0; i < 5; i++) executorService.execute(bw); executorService.shutdown(); } }
一種可能的輸出結果為:
pool-1-thread-1 enter
pool-1-thread-1 working
pool-1-thread-3 give up pool-1-thread-4 give up pool-1-thread-5 give up pool-1-thread-2 give up
pool-1-thread-1 leave
java並發包是在建立在volatile和CAS基礎上的

