java中Atomic类之AtomicLong

 

概要

AtomicInteger, AtomicLong和AtomicBoolean这3个基本类型的原子类的原理和用法相似。

 

 

AtomicLong介绍和函数列表

AtomicLong是作用是对长整形进行原子操作。
在32位操作系统中,64位的long 和 double 变量由于会被JVM当作两个分离的32位来进行操作,所以不具有原子性。而使用AtomicLong能让long的操作保持原子型。

AtomicLong函数列表

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// 构造函数
AtomicLong()
// 创建值为initialValue的AtomicLong对象
AtomicLong(long initialValue)
// 以原子方式设置当前值为newValue。
final void set(long newValue) 
// 获取当前值
final long get() 
// 以原子方式将当前值减 1,并返回减1后的值。等价于“--num”
final long decrementAndGet() 
// 以原子方式将当前值减 1,并返回减1前的值。等价于“num--”
final long getAndDecrement() 
// 以原子方式将当前值加 1,并返回加1后的值。等价于“++num”
final long incrementAndGet() 
// 以原子方式将当前值加 1,并返回加1前的值。等价于“num++”
final long getAndIncrement()    
// 以原子方式将delta与当前值相加,并返回相加后的值。
final long addAndGet(long delta) 
// 以原子方式将delta添加到当前值,并返回相加前的值。
final long getAndAdd(long delta) 
// 如果当前值 == expect,则以原子方式将该值设置为update。成功返回true,否则返回false,并且不修改原值。
final boolean compareAndSet(long expect, long update)
// 以原子方式设置当前值为newValue,并返回旧值。
final long getAndSet(long newValue)
// 返回当前值对应的int值
int intValue() 
// 获取当前值对应的long值
long longValue()    
// 以 float 形式返回当前值
float floatValue()    
// 以 double 形式返回当前值
double doubleValue()    
// 最后设置为给定值。延时设置变量值,这个等价于set()方法,但是由于字段是volatile类型的,因此次字段的修改会比普通字段(非volatile字段)有稍微的性能延时(尽管可以忽略),所以如果不是想立即读取设置的新值,允许在“后台”修改值,那么此方法就很有用。如果还是难以理解,这里就类似于启动一个后台线程如执行修改新值的任务,原线程就不等待修改结果立即返回(这种解释其实是不正确的,但是可以这么理解)。
final void lazySet(long newValue)
// 如果当前值 == 预期值,则以原子方式将该设置为给定的更新值。JSR规范中说:以原子方式读取和有条件地写入变量但不 创建任何 happen-before 排序,因此不提供与除 weakCompareAndSet 目标外任何变量以前或后续读取或写入操作有关的任何保证。大意就是说调用weakCompareAndSet时并不能保证不存在happen-before的发生(也就是可能存在指令重排序导致此操作失败)。但是从Java源码来看,其实此方法并没有实现JSR规范的要求,最后效果和compareAndSet是等效的,都调用了unsafe.compareAndSwapInt()完成操作。
final boolean weakCompareAndSet(long expect, long update)

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AtomicLong源码分析(基于JDK1.7.0_40)

AtomicLong的完整源码

 View Code

 

AtomicLong的代码很简单,下面仅以incrementAndGet()为例,对AtomicLong的原理进行说明。
incrementAndGet()源码如下:

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public final long incrementAndGet() {
    for (;;) {
        // 获取AtomicLong当前对应的long值
        long current = get();
        // 将current加1
        long next = current + 1;
        // 通过CAS函数,更新current的值
        if (compareAndSet(current, next))
            return next;
    }
}

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说明
(01) incrementAndGet()首先会根据get()获取AtomicLong对应的long值。该值是volatile类型的变量,get()的源码如下:

// value是AtomicLong对应的long值
private volatile long value;
// 返回AtomicLong对应的long值
public final long get() {
    return value;
}

(02) incrementAndGet()接着将current加1,然后通过CAS函数,将新的值赋值给value。
compareAndSet()的源码如下:

public final boolean compareAndSet(long expect, long update) {
    return unsafe.compareAndSwapLong(this, valueOffset, expect, update);
}

compareAndSet()的作用是更新AtomicLong对应的long值。它会比较AtomicLong的原始值是否与expect相等,若相等的话,则设置AtomicLong的值为update。

 

AtomicLong示例

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 1 // LongTest.java的源码
 2 import java.util.concurrent.atomic.AtomicLong;
 3 
 4 public class LongTest {
 5     
 6     public static void main(String[] args){
 7 
 8         // 新建AtomicLong对象
 9         AtomicLong mAtoLong = new AtomicLong();
10 
11         mAtoLong.set(0x0123456789ABCDEFL);
12         System.out.printf("%20s : 0x%016X\n", "get()", mAtoLong.get());
13         System.out.printf("%20s : 0x%016X\n", "intValue()", mAtoLong.intValue());
14         System.out.printf("%20s : 0x%016X\n", "longValue()", mAtoLong.longValue());
15         System.out.printf("%20s : %s\n", "doubleValue()", mAtoLong.doubleValue());
16         System.out.printf("%20s : %s\n", "floatValue()", mAtoLong.floatValue());
17 
18         System.out.printf("%20s : 0x%016X\n", "getAndDecrement()", mAtoLong.getAndDecrement());
19         System.out.printf("%20s : 0x%016X\n", "decrementAndGet()", mAtoLong.decrementAndGet());
20         System.out.printf("%20s : 0x%016X\n", "getAndIncrement()", mAtoLong.getAndIncrement());
21         System.out.printf("%20s : 0x%016X\n", "incrementAndGet()", mAtoLong.incrementAndGet());
22 
23         System.out.printf("%20s : 0x%016X\n", "addAndGet(0x10)", mAtoLong.addAndGet(0x10));
24         System.out.printf("%20s : 0x%016X\n", "getAndAdd(0x10)", mAtoLong.getAndAdd(0x10));
25 
26         System.out.printf("\n%20s : 0x%016X\n", "get()", mAtoLong.get());
27 
28         System.out.printf("%20s : %s\n", "compareAndSet()", mAtoLong.compareAndSet(0x12345679L, 0xFEDCBA9876543210L));
29         System.out.printf("%20s : 0x%016X\n", "get()", mAtoLong.get());
30     }
31 }

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运行结果

复制代码

               get() : 0x0123456789ABCDEF
          intValue() : 0x0000000089ABCDEF
         longValue() : 0x0123456789ABCDEF
       doubleValue() : 8.1985529216486896E16
        floatValue() : 8.1985531E16
   getAndDecrement() : 0x0123456789ABCDEF
   decrementAndGet() : 0x0123456789ABCDED
   getAndIncrement() : 0x0123456789ABCDED
   incrementAndGet() : 0x0123456789ABCDEF
     addAndGet(0x10) : 0x0123456789ABCDFF
     getAndAdd(0x10) : 0x0123456789ABCDFF

               get() : 0x0123456789ABCE0F
     compareAndSet() : false
               get() : 0x0123456789ABCE0F
 

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