java源码-AtomicLong

开篇

AtomicLong位于java.util.concurrent.atomic包下，是java提供给的可以保证数据的原子性操作的一个类。和AtomicInteger的实现几乎是一致的。底层同样借助于unsafe实现原子操作。
据说sun.misc.Unsafe类库里面的 CAS算法，是通过用CPU指令来实现无锁自增，没仔细研究过所以暂时不展开。

AtomicLong类和构造器

AtomicLong类构造器有两个：

• 无参构造函数采用默认值初始化为0
• 有参数构造函数直接用initialValue来value的

AtomicLong类变量需要注意的两个点：

• AtomicLong的关键逻辑在于static代码快中通过unsafe接口初始化value的内存地址，后续直接通过内存地址进行操作。
• AtomicLong的value是用volatile进行修饰保证变量的可见性

public class AtomicLong extends Number implements java.io.Serializable { private static final long serialVersionUID = 1927816293512124184L; private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe(); // 保存AtomicLong中value的内存地址便于快速操作 private static final long valueOffset; static final boolean VM_SUPPORTS_LONG_CAS = VMSupportsCS8(); private static native boolean VMSupportsCS8(); // 获取value的内存地址的逻辑操作 static { try { valueOffset = unsafe.objectFieldOffset (AtomicLong.class.getDeclaredField("value")); } catch (Exception ex) { throw new Error(ex); } } private volatile long value; // 以initialValue对value进行初始化 public AtomicLong(long initialValue) { value = initialValue; } // 以默认值0对value进行初始化 public AtomicLong() { } } 

AtomicLong的get操作

AtomicLong类的get动作包括直接返回值和返回值后自增自减两类。在原子性的实现自增自减少的过程中通过unsafe. getAndAddLong()方法进行值的设置。
unsafe.getAndAddLong()方法的内部首先是获取旧的value并且通过compareAndSwapLong()方法保证在旧值v不变的基础上才能改为新值v+delta。

 public final long getAndAddLong(Object o, long offset, long delta) { long v; do { v = getLongVolatile(o, offset); } while (!compareAndSwapLong(o, offset, v, v + delta)); return v; } ------------------------------------------------------------ public final long get() { return value; } public final long getAndSet(long newValue) { return unsafe.getAndSetLong(this, valueOffset, newValue); } public final long getAndIncrement() { return unsafe.getAndAddLong(this, valueOffset, 1L); } public final long getAndDecrement() { return unsafe.getAndAddLong(this, valueOffset, -1L); } public final long getAndAdd(long delta) { return unsafe.getAndAddLong(this, valueOffset, delta); } public final long getAndUpdate(LongUnaryOperator updateFunction) { long prev, next; do { prev = get(); next = updateFunction.applyAsLong(prev); } while (!compareAndSet(prev, next)); return prev; } public final long getAndAccumulate(long x, LongBinaryOperator accumulatorFunction) { long prev, next; do { prev = get(); next = accumulatorFunction.applyAsLong(prev, x); } while (!compareAndSet(prev, next)); return prev; } 

AtomicLong的set操作

AtomicLong类的set动作包括直接返回值和返回自增自减后的值两类。原子性实现自增自减是借助unsafe.getAndAddLong()方法实现的。

unsafe.getAndAddLong()方法的内部首先是获取旧的value并且通过compareAndSwapLong()方法保证在旧值v不变的基础上才能改为新值v+delta。

针对incrementAndGet()的实现细节，有一点比较有意思，unsafe.getAndAddLong(this, valueOffset, 1L) + 1L，因为unsafe.getAndAddLong返回的是旧值然后通过+delta实现最终的值。而此时对应value的值通过getAndAddLong()修改成了新值，也就说其实incrementAndGet()方法取的值并不是value的内存地址中对应的值。

 public final long getAndAddLong(Object o, long offset, long delta) { long v; do { v = getLongVolatile(o, offset); } while (!compareAndSwapLong(o, offset, v, v + delta)); return v; } ------------------------------------------------------------ public final void set(long newValue) { value = newValue; } public final void lazySet(long newValue) { unsafe.putOrderedLong(this, valueOffset, newValue); } public final long incrementAndGet() { return unsafe.getAndAddLong(this, valueOffset, 1L) + 1L; } public final long decrementAndGet() { return unsafe.getAndAddLong(this, valueOffset, -1L) - 1L; } public final long addAndGet(long delta) { return unsafe.getAndAddLong(this, valueOffset, delta) + delta; } public final long updateAndGet(LongUnaryOperator updateFunction) { long prev, next; do { prev = get(); next = updateFunction.applyAsLong(prev); } while (!compareAndSet(prev, next)); return next; } public final long accumulateAndGet(long x, LongBinaryOperator accumulatorFunction) { long prev, next; do { prev = get(); next = accumulatorFunction.applyAsLong(prev, x); } while (!compareAndSet(prev, next)); return next; } 

参考文章

unsafe源码