17原子引用（乐观锁）

Posted 2020-12-07 zxhbk

什么是原子引用？

解决ABA 问题，引入原子引用！ 对应的思想：乐观锁！

带版本号 的原子操作！每次对值进行修改时，都会对比版本号，判断这个值是否被修改过。

如果没有修改则对其进行修改，如果修改过了，那么就会导致修改不成功。

 

判断值是否有修改过

查看官方文档中，原子引用的类

 可以设置带版本的原子操作，一般常用AtomicStampedReference

具体代码

//AtomicStampedReference：和乐观锁的性质相同，可以记录每一次的修改，并且通过版本判断是否被修改过
import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.text.ParseException;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicStampedReference;

public class MyTest {
    public static void main(String[] args) throws UnsupportedEncodingException, ParseException, ClassNotFoundException, ExecutionException, InterruptedException {
        // 创建原子引用对象，设定初始值为1， 版本号为1
        // 在真实业务中，一般使用具体的对象比如：User
        AtomicStampedReference<Integer> reference = new AtomicStampedReference<>(1, 1);

        // 捣乱线程
        new Thread(()->{
            int stamp = reference.getStamp();   // 获取版本号
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "=> 获取到的版本号：" + stamp);
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(2);  // 睡2秒，保证两个线程的版本号都输出一下，并且当前线程先执行
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            // 判断原子引用的版本号，和当前版本号是否相同，如果相同修改值，并对版本号+1，修改成功返回true
            boolean result1 = reference.compareAndSet(1, 2, reference.getStamp(), reference.getStamp() + 1);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "=> 将值从1修改为2，修改结果：" + result1 + "，当前值：" + reference.getReference() + "，当前版本号：" + reference.getStamp());

            // 判断原子引用的版本号，和当前版本号是否相同，如果相同修改值，并对版本号+1，修改成功返回true
            boolean result2 = reference.compareAndSet(2, 1, reference.getStamp(), reference.getStamp() + 1);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "=> 将值从2修改为1，修改结果：" + result2 + "，当前值：" + reference.getReference() + "，当前版本号：" + reference.getStamp());
        }, "B").start();

        // 正常修改线程
        new Thread(()->{
            int stamp = reference.getStamp();   // 版本号
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "=> 获取到的版本号：" + stamp);
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(3);  // 这里睡3秒，将获取到的版本号输出，并且保证捣乱的线程先执行
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            // 判断原子引用的版本号，和当前版本号是否相同，如果相同修改值，并对版本号+1，修改成功返回true
            boolean result = reference.compareAndSet(1, 3, stamp, stamp + 1);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "=> 将值从1修改为3，修改结果：" + result + "，当前值：" + reference.getReference() + "，当前版本号：" + reference.getStamp());
        }, "A").start();

    }
}

注意

Integer 使用了对象缓存机制，默认范围是 -128 ~ 127 ，推荐使用静态工厂方法 valueOf 获取对象实 例，而不是 new，因为 valueOf 使用缓存，而 new 一定会创建新的对象分配新的内存空间；

// 下面是AtomicStampedReference这个类的源码
private static class Pair<T> {
    final T reference;    
    final int stamp;
    private Pair(T reference, int stamp) {
        this.reference = reference;
        this.stamp = stamp;
    }
    static <T> Pair<T> of(T reference, int stamp) {
        return new Pair<T>(reference, stamp);
    }
}
public boolean compareAndSet(V   expectedReference,
                             V   newReference,
                             int expectedStamp,
                             int newStamp) {
    Pair<V> current = pair;
    return
        expectedReference == current.reference &&    // 这两个都是对象，所以==比较的是地址，如果地址不一样直接返回false
        expectedStamp == current.stamp &&
        ((newReference == current.reference &&
          newStamp == current.stamp) ||
         casPair(current, Pair.of(newReference, newStamp)));
}

再次测试

• 将值设置为2020，查看是否可以修改

import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.text.ParseException;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicStampedReference;

public class MyTest {
    public static void main(String[] args) throws UnsupportedEncodingException, ParseException, ClassNotFoundException, ExecutionException, InterruptedException {
        // 这里使用Integer对象，如果值是-128~127之间，那么比较的时候比较的是值
        // 如果不在这个区间，那么就会在堆内存中创建对象，那么比较的时候比的就是地址了
        AtomicStampedReference<Integer> reference = new AtomicStampedReference<>(2020, 1);

        // 捣乱线程
        new Thread(()->{
            int stamp = reference.getStamp();   // 获取版本号
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "=> 获取到的版本号：" + stamp);
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(2);  // 睡2秒，保证两个线程的版本号都输出一下，并且当前线程先执行
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            // 这里将值从2020改为2021，但是传入的2020实际上是创建了一个对象new Integer(2020)，reference这个对象中的2020在堆内存中是另一个对象
            // 虽然值相同，但是地址不同，所以修改不成功
            boolean result1 = reference.compareAndSet(2020, 2021, reference.getStamp(), reference.getStamp() + 1);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "=> 将值从2020修改为2021，修改结果：" + result1 + "，当前值：" + reference.getReference() + "，当前版本号：" + reference.getStamp());

            boolean result2 = reference.compareAndSet(2021, 2020, reference.getStamp(), reference.getStamp() + 1);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "=> 将值从2021修改为2020，修改结果：" + result2 + "，当前值：" + reference.getReference() + "，当前版本号：" + reference.getStamp());
        }, "B").start();

        // 正常修改线程
        new Thread(()->{
            int stamp = reference.getStamp();   // 版本号
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "=> 获取到的版本号：" + stamp);
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(3);  // 这里睡3秒，将获取到的版本号输出，并且保证捣乱的线程先执行
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            boolean result = reference.compareAndSet(2020, 2022, stamp, stamp + 1);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "=> 将值从2020修改为2022，修改结果：" + result + "，当前值：" + reference.getReference() + "，当前版本号：" + reference.getStamp());
        }, "A").start();

    }
}

 都修改失败，所以在使用时需要注意！