在简单介绍java.util.concurrent.atomic包之前,有个概念要先抄袭熟悉一遍:CAS(比较并交换)。现在大多数的处理器都提供对并发 访问的支持,这个支持的反映方式就是提供硬件的指令支持多处理的特殊需求。比如检测或者阻止其它处理器的并发访问来更新共享变量的 指令。对于 Intel x86架构的处理器来说就是通过提供实现CAS或者比较并设置的硬件原语指令集。CAS操作的三个操作数:内存位置(V) ,预期原值(A)和新值(B)。执行的过程通常是:预测内存地址V应该包含值A,如果包含则将值B替换到位置V;否则,不更改任何值,告 知地址V的当前值。CAS对待“读-修改-写”的操作一般是检测这个过程是否有其它的线程在修改变量,如果有那么这次的CAS操作失败, 可以尝试重新进行CAS。讲到这里似乎感觉比 Synchronized还复杂,是否意味着成本不小呢?答案是否。因为它是硬件原生实现的,极为轻 量级的无锁同步方式。就好像高清解码一样,GPU原生硬件解码比软解的CPU占用优势那是相当的不一样啊!
说到硬件我就想到最近狂能争论的使用64位操作系统的优势。现在处理器多数支持64位,意味着处理器的寄存器映射到内存的寻址空间 大大的大了,操作系统 64位的架构或许在内存管理上的挑战更大了,没有好的内存压缩技术,大内存只能是大浪费。同时还表示如果三方 软件开发者对64位系统内存管理不熟悉,软件变垃圾的概率变大了。没有好的64位三方软件的繁荣,操作系统仅仅作为一个支撑软件运行的 平台能干什么呢?所以使用优势不在操作系统本身而在于平台之上的软件。又扯远了,哎...
JDK5以后在java.util.concurrent.atomic包下提供了十几个原子类。常见的是 AtomicInteger,AtomicLong,AtomicReference以及它们 的数组形式,还有AtomicBoolean和为了处理 ABA问题引入的AtomicStampedReference类,最后就是基于反射的对volatile变量进行更新的 实用工具类:AtomicIntegerFieldUpdater,AtomicLongFieldUpdater,AtomicReferenceFieldUpdater。这些原子类理论上能够大幅的提升性 能。并且java.util.concurrent内的并发集合,线程池,执行器,同步器的内部实现大量的依赖这些无锁原子类,从而争取性能的最大化。 下面通过一个简单的例子看看:
Java代码
import java.util.concurrent.atomic.AtomicIntegerFieldUpdater;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
/**
* User: yanxuxin
* Date: Dec 16, 2009
* Time: 10:49:40 PM
*/
public class AtomicCounterSample extends Thread {
private AtomicCounter atomicCounter;
public AtomicCounterSample(AtomicCounter atomicCounter) {
this.atomicCounter = atomicCounter;
}
@Override
public void run() {
long sleepTime = (long) (Math.random() * 100);
try {
Thread.sleep(sleepTime);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
atomicCounter.counterIncrement();
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
AtomicCounter atomicCounter = new AtomicCounter();
for (int i = 0; i < 5000; i++) {
new AtomicCounterSample(atomicCounter).start();
}
Thread.sleep(3000);
System.out.println("counter=" + atomicCounter.getCounter());
}
}
class AtomicCounter {
private AtomicInteger counter = new AtomicInteger(0);
public int getCounter() {
return counter.get();
}
public void counterIncrement() {
for (; ;) {
int current = counter.get();
int next = current + 1;
if (counter.compareAndSet(current, next))
return;
}
}
}
class AtomicCounter2 {
private volatile int counter;
private static final AtomicIntegerFieldUpdater<AtomicCounter2> counterUpdater = AtomicIntegerFieldUpdater.newUpdater(AtomicCounter2.class, "counter");
public int getCounter() {
return counter;
}
public int counterIncrement() {
// return counter++;
return counterUpdater.getAndIncrement(this);
}
}