Java의 Atomic 패키지에서 사용되는 코드 공유에 대한 자세한 소개

소개

Java는 프로그래머가 다중 스레드 환경에서 잠금 없는 원자 작업을 수행할 수 있도록 JDK1.5부터 java.util.concurrent.atomic 패키지를 제공했습니다. 원자 변수 의 맨 아래 계층은 프로세서에서 제공하는 원자 명령을 사용하지만, 서로 다른 CPU 아키텍처 는 서로 다른 원자 명령을 제공할 수 있으며 일종의 내부 잠금이 필요할 수도 있습니다. 메서드는 스레드가 차단되지 않는다고 절대적으로 보장할 수 없습니다.

Atomic 패키지 소개

Atomic 패키지에는 12개의 클래스와 4개의 Atomic 업데이트 방법, 즉 Atomic Update 기본 유형, Atomic Update 배열, Atomic 업데이트 참조 및 Atomic 업데이트 필드가 있습니다. Atomic 패키지의 클래스는 기본적으로 Unsafe를 사용하여 구현된 래퍼 클래스입니다.

Atomic 업데이트 기본 유형 클래스

는 기본 유형을 원자적으로 업데이트하는 데 사용됩니다. Atomic 패키지는 다음 세 가지 클래스를 제공합니다.

• AtomicBoolean: Atomic 업데이트 부울 유형.

• AtomicInteger: 원자 업데이트 정수.

• AtomicLong: 원자 업데이트가 길다.

AtomicInteger의 일반적인 메서드는 다음과 같습니다.

• int addAndGet(int delta): 입력 값을 원자적으로 결합합니다. 인스턴스(AtomicInteger의 값)가 추가되고 결과가 반환됩니다.

• boolean CompareAndSet(int Expect, int update): 입력 값이 예상 값과 같으면 값은 다음과 같습니다. 입력된 값으로 원자적으로 설정됩니다.

• int getAndIncrement(): 현재 값에 1을 원자적으로 더합니다. 참고: 여기에 반환되는 값은 증분 전의 값입니다.

• voidlazySet(int newValue): 결국 newValue로 설정됩니다.lazySet을 사용하여 값을 설정한 후에도 다른 스레드는 짧은 기간 내에 여전히 이전 값을 읽을 수 있습니다. 시간의.

• int getAndSet(int newValue): 값을 원자적으로 newValue로 설정하고 이전 값을 반환합니다.

AtomicInteger 예제 코드는 다음과 같습니다.

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class AtomicIntegerTest {

	static AtomicInteger ai = new AtomicInteger(1);

	public static void main(String[] args) {
		System.out.println(ai.getAndIncrement());
		System.out.println(ai.get());
	}

}

Output

1
2

Dessert

Atomic 패키지는 세 가지 기본 유형의 Atomic 업데이트를 제공합니다. , 그러나 Java의 기본 유형에는 char, float, double 등이 포함됩니다. 그래서 문제는 다른 기본 유형을 원자적으로 업데이트하는 방법입니다. Atomic 패키지의 클래스는 기본적으로 Unsafe를 사용하여 구현됩니다. Unsafe의 소스 코드를 살펴보면 Unsafe는 CompareAndSwapObject, CompareAndSwapInt 및 CompareAndSwapLong의 세 가지 CAS 메서드만 제공한다는 것을 알 수 있습니다. AtomicBoolean 소스 코드를 보면 먼저 알 수 있습니다. Boolean을 정수로 변환한 다음 CompareAndSwapInt를 사용하여 CAS를 수행하므로 비슷한 아이디어를 사용하여 double의 원자 업데이트도 구현할 수 있습니다.

원자 업데이트 배열 클래스

배열의 요소를 원자적으로 업데이트합니다. Atomic 패키지는 다음 세 가지 클래스를 제공합니다.

• AtomicIntegerArray: 요소를 원자적으로 업데이트합니다. 정수 배열로.

• AtomicLongArray: 긴 정수 배열에 있는 요소의 원자 업데이트입니다.

• AtomicReferenceArray: 참조 유형 배열에 있는 요소의 원자 업데이트입니다.

AtomicIntegerArray 클래스는 주로 배열의 정수를 업데이트하는 원자적 방식을 제공합니다. 일반적인 메서드는 다음과 같습니다.

• int addAndGet(int i, int delta): 입력 값을 배열의 인덱스 i에 있는 요소에 원자적으로 추가합니다.

• boolean CompareAndSet(int i, int Expect, int update): 현재 값이 예상 값과 같으면 배열 위치 i의 요소를 원자적으로 업데이트 값으로 설정합니다.

예제 코드는 다음과 같습니다.

public class AtomicIntegerArrayTest {

	static int[] value = new int[] { 1, 2 };

	static AtomicIntegerArray ai = new AtomicIntegerArray(value);

	public static void main(String[] args) {
		ai.getAndSet(0, 3);
		System.out.println(ai.get(0));
                System.out.println(value[0]);
	}

}

Output

3
1

AtomicIntegerArray 클래스 배열 값은 <🎜를 통해 전달됩니다. >생성자 방법 들어가면 AtomicIntegerArray가 현재 배열의 복사본을 만들므로 AtomicIntegerArray가 내부 배열 요소를 수정할 때 들어오는 배열에 영향을 주지 않습니다.

원자 업데이트 참조 유형

기본 유형 AtomicInteger의 원자 업데이트는 하나의 변수만 업데이트할 수 있습니다. 여러 변수를 원자적으로 업데이트하려면 이 원자 업데이트 참조에서 제공하는 클래스를 사용해야 합니다. 유형. Atomic 패키지는 다음 세 가지 클래스를 제공합니다.

• AtomicReference: 원자 업데이트 참조 유형.

• AtomicReferenceFieldUpdater: 참조 유형의 필드를 원자적으로 업데이트합니다.

• AtomicMarkableReference: 마크 비트를 사용한 참조 유형의 원자적 업데이트입니다. 부울 플래그 비트와 참조 유형을 원자적으로 업데이트하는 것이 가능합니다. 구축 방법은 AtomicMarkableReference(VinitialRef, booleaninitialMark)

AtomicReference를 사용하는 예제 코드는 다음과 같습니다.

public class AtomicReferenceTest {

	public static AtomicReference<user> atomicUserRef = new AtomicReference</user><user>();

	public static void main(String[] args) {
		User user = new User("conan", 15);
		atomicUserRef.set(user);
		User updateUser = new User("Shinichi", 17);
		atomicUserRef.compareAndSet(user, updateUser);
		System.out.println(atomicUserRef.get().getName());
		System.out.println(atomicUserRef.get().getOld());
	}

	static class User {
		private String name;
		private int old;

		public User(String name, int old) {
			this.name = name;
			this.old = old;
		}

		public String getName() {
			return name;
		}

		public int getOld() {
			return old;
		}
	}
}

Output

Shinichi
17

Atomic 업데이트 필드 클래스

특정 클래스에 특정 필드만 필요한 경우 Atomic 업데이트 필드 클래스를 사용해야 합니다.

• AtomicIntegerFieldUpdater: 정수 필드를 원자적으로 업데이트하기 위한 업데이트 프로그램입니다.

• AtomicLongFieldUpdater: 긴 정수 필드를 원자적으로 업데이트하는 업데이트 프로그램입니다.

• AtomicStampedReference：原子更新带有版本号的引用类型。该类将整数值与引用关联起来，可用于原子的更数据和数据的版本号，可以解决使用CAS进行原子更新时，可能出现的ABA问题。

原子更新字段类都是抽象类，每次使用都时候必须使用静态方法newUpdater创建一个更新器。原子更新类的字段的必须使用public Volatile修饰符。AtomicIntegerFieldUpdater的例子代码如下：

public class AtomicIntegerFieldUpdaterTest {

	private static AtomicIntegerFieldUpdater<User> a = AtomicIntegerFieldUpdater
			.newUpdater(User.class, "old");

	public static void main(String[] args) {
		User conan = new User("conan", 10);
		System.out.println(a.getAndIncrement(conan));
		System.out.println(a.get(conan));
	}

	public static class User {
		private String name;
		public volatile int old;

		public User(String name, int old) {
			this.name = name;
			this.old = old;
		}

		public String getName() {
			return name;
		}

		public int getOld() {
			return old;
		}
	}
}

输出

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11

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