3分钟带你秒懂CAS实现机制

public class Demo {

    /**
     * 初始化一个原子操作类
     */
    private static AtomicInteger a = new AtomicInteger();

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        final int threads = 10;
        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(threads);
        for (int i = 0; i < threads; i++) {
            new Thread(new Runnable() {

                @Override
                public void run() {
                    for (int j = 0; j < 1000; j++) {
                        // 采用原子性操作累加
                        a.incrementAndGet();
                    }
                    countDownLatch.countDown();
                }
            }).start();
        }
        // 阻塞等待10个线程执行完毕
        countDownLatch.await();
        // 输出结果值
        System.out.println("结果值：" + a.get());
    }
}

结果值：10000

public class AtomicInteger extends Number implements java.io.Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 6214790243416807050L;

    // 使用 Unsafe.compareAndSwapInt 方法进行 CAS 操作
    private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();
    private static final long valueOffset;

    static {
        try {
            valueOffset = unsafe.objectFieldOffset
                (AtomicInteger.class.getDeclaredField("value"));
        } catch (Exception ex) { throw new Error(ex); }
    }

    // 变量使用 volatile 保证可见性
    private volatile int value;

    /**
     * get 方法
     */
    public final int get() {
        return value;
    }

    /**
     * 原子性自增操作
     */
    public final int incrementAndGet() {
        return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, 1) + 1;
    }
}

public final class Unsafe {

    public final int getAndAddInt(Object var1, long var2, int var4) {
        int var5;
        // 1.循环比较并替换，只有成功才返回
        do {
            // 2.调用底层方法得到 value 值
            var5 = this.getIntVolatile(var1, var2);
            // 3.通过var1和var2得到底层值，var5为当前值，如果底层值与当前值相同，则将值设为var5+var4
        } while(!this.compareAndSwapInt(var1, var2, var5, var5 + var4));
        // 4.如果替换成功，返回当前值
        return var5;
    }

    /**
     * CAS 核心方法，由其他语言实现，不再分析
     */
    public final native boolean compareAndSwapInt(Object var1, long var2, int var4, int var5);
}

public int incrementAndGet(AtomicInteger var) {
    int prev, next;
    do {
        prev = var.get();
        next = prev + 1;
    } while ( !var.compareAndSet(prev, next));
    return next;
}

// 初始化一个带版本号的原子操作类，原始值：a，原始版本号：1
AtomicStampedReference<String> reference = new AtomicStampedReference<>("a", 1);

// 将a更为b，同时将版本号加1，第一个参数：预期原值；第二个参数：更新后的新值；第三个参数：预期原版本号；第四个参数：更新后的版本号
boolean result1 = reference.compareAndSet("a", "b", reference.getStamp(), reference.getStamp() + 1);
System.out.println("第一次更新：" + result1);

// 将b更为a，因为预期原版本号不对，所以更新失败
boolean result2 = reference.compareAndSet("b", "a", 1, reference.getStamp());
System.out.println("第二次更新：" + result2);

第一次更新：true
第二次更新：false