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AtomicInteger的底层实现原理

一、AtomicInteger的底层实现原理

AtomicInteger是对int类型的一个封装,提供原子性的访问和更新操作,其原子性操作的实现是基于CAS(compare-and -swap)技术。

二、CAS

CAS算法的过程是这样的,它包含三个参数CAS(V,E,N)。V表示要更新的变量,E表示预期值,N表示新值。仅当V值等于E值时,才会将V的值设为N。如果V值和E值不同,说明已经有了其他线程做了修改,则当前线程什么都不做。最后,CAS返回当前V的真实值。CAS是抱着乐观的态度来的,它总认为自己可以完成。当有多个线程竞争时,总有一个线程能够完成。其他线程则继续尝试,直到任务完成。CAS操作即使没有锁,也能发现其他线程对当前线程的干扰,并进行正确处理。

由于CAS的这种机制,它是非阻塞的,天生对死锁免疫。

三、AbstractQueueSynchroner

AQS是一个构建锁的同步器的框架,通过AQS很多同步器都可以很容易且高效的构建出来。包括ReentrantLock,Semphore,CyclicBarrier,CountDownLatch,ReentrantLockReadWriteLock,SynchronousQueue。大部分开发者都不会直接使用AQS,标准同步器类的集合能够满足大部分的需求。

AQS内部数据和方法,可以简单拆分为:

  • 一个volatile的整数成员表征状态,同时提供了setState和getState方法
private volatile int state;
  • 一个先入先出的等待线程队列,以实现多线程间竞争和等待,这是AQS机制的核心之一
  • 各种基于CAS的基础操作方法,已经各种期望具体同步结构去实现的acquire/release方法。
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