并发之AtomicIntegerArray

Posted 2020-11-06 大佛拈花-GoSaint

5 并发之AtomicIntegerArray

    该类是Java对Integer数组支持的原子性操作；在认识这个类之前我们先来看一个方法，这个方法是Integer类中的；

 public static int numberOfLeadingZeros(int i) {}

看看官方的解释吧：返回具有至多单个 1 位的 int 值，在指定的 int 值中最高位（最左边）的 1 位的位置。

看完官方的解释大家知道了吧；哈哈，说实话其实我也没能理解；但是这并不妨碍我们对该方法的使用；

该方法直译过来就是抵达0位置的个数：

先来看一段代码吧：

public class IntegerArrayTest {
     public static void main(String[] args) {
         Integer a=1;
         Integer b=13;
         Integer c=25;
         /**
          * 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
          * 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001   0的个数为31       1
          * 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1101   0的个数为28       13
          * 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 1001   0的个数为27       25
          *   a的二进制为=1 最左边开始数起连续0的个数为31
          *   b的二进制为=1101 最左边开始数起连续0的个数为28
          *  c的二进制为=11001 最左边开始数起连续0的个数为27
          */
         System.out.println("a的二进制为="+Integer.toBinaryString(a)+" 最左边开始数起连续0的个数为"+Integer.numberOfLeadingZeros(a));
         System.out.println("b的二进制为="+Integer.toBinaryString(b)+" 最左边开始数起连续0的个数为"+Integer.numberOfLeadingZeros(b));
         System.out.println("c的二进制为="+Integer.toBinaryString(c)+" 最左边开始数起连续0的个数为"+Integer.numberOfLeadingZeros(c));
         
     }
}
 
public class AtomicIntegerArray implements java.io.Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 2862133569453604235L;
  
    private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();
    private static final int base = unsafe.arrayBaseOffset(int[].class);
    private static final int shift;
    private final int[] array;
 
    static {
        int scale = unsafe.arrayIndexScale(int[].class);
        if ((scale & (scale - 1)) != 0)
            throw new Error("data type scale not a power of two");
        shift = 31 - Integer.numberOfLeadingZeros(scale);
    }
}

 

 

在看上述的代码之前，我先来说一个问题：

    在AutomicInteger类中，value的值是使用了volatile修饰的；会对所有的线程立即可见；但是本身又不可以保证原子性的操作；那么为什么还要在该类中使用这个关键字呢？

    在这里我需要做一个补充说明；看如下的代码所示（是AutomicIntegerArray中的方法）：

  

1   /**
2      * 原子性的设置一个值
3      */
4     public final void set(int i, int newValue) {
5         unsafe.putIntVolatile(array, checkedByteOffset(i), newValue);
6     }

 

下面的源码是AutomicInteger类中的set()方法

  

 /**
     * 原子性的设置一个值
     */
    public final void set(int newValue) {
        value = newValue;
    }

 

 

大家看到了吧，两个方法的本质是一样的，第一个方法使用了CAS算法，并且获原子性的设置了这个数组中元素的值；之所以使用volatile是对其它线程立马可见；这个才是最重要的原因；而对于lazySet()方法而言，是没有使用volatile关键字的；因为它对其他线程是属于赖设置的；也就是不能马上被其他线程可见；也就是说可以变量共享，但是使用了volatile将失去JVM的优化作用；原子性操作我认为大多数操作或者读的操作没有使用volatile的关键是读可以多线程共享，写不是共享的；其实CAS算法设计的就是乐观锁的思想；

public static void automicIntegerArray() {
         /**
          * 创建一个原子性的数组,长度为5
          */
         AtomicIntegerArray atomicArray = new AtomicIntegerArray(5);
         /**
          * 设置第一个元素的值为5
          */
         atomicArray.set(0, 5);
         /**
          * 第一个元素减去1
          */
         int current = atomicArray.decrementAndGet(0);
         System.out.println("current = " + current);//current = 4
     }

 

看AutomicIntegerArray的构造器

/**
     * 创建一个原子性整※数组，并且长度为length;而且初始值都为0
     * elements initially zero.
     */
    public AtomicIntegerArray(int length) {
        array = new int[length];
    }