并发编程之AtomicIntegerArray数组类型类

前一篇文章学习了AtomicXXX基本数据类型类,可以为int,boolean或者reference类型,也就是单个元素的原子类。那么数组类型呢?

下面以AtomicIntegerArray为例进行分析。

AtomicXXXArray包括三种具体类:AtomicIntegerArray,AtomicLongArray,AtomicReferenceArray。

What is AtomicIntegerArray

具体的介绍,都已经在开头讲过了,AtomicIntegerArray有以下特点:

可以存放int数值的原子性数组

以整个数组对象为单位,里面的元素操作都是原子性的

实现

从以前的文章分析可以了解,一般原子类的实现都是volatile+CAS的方式,那么AtomicIntegerArray也是么?

首先,作为原子性数组,里面肯定有个int类型数组,那数组是volatile类型么?

前面文章分析可以知道,如果把数组定义为volatile类型,那么其里面数组元素在读写方面是没有volatile语义。 可以参看:Java并发学习(二)-JMM 。

直接看代码中定义:

private final int[] array;

定义了一个final的int类型数组,final的内存语义则是使用时,一定是已经直接初始化或者通过构造方法初始化好的。

//获取int[]在内存中的初始地址。

private static final int base = unsafe.arrayBaseOffset(int[].class);

//用来存储移位个数

private static final int shift;

private final int[] array;

//初始化变量。

static {

int scale = unsafe.arrayIndexScale(int[].class);

if ((scale & (scale - 1)) != 0)

throw new Error("data type scale not a power of two");

//得出scale为2的几次方,即需要移位个数

shift = 31 - Integer.numberOfLeadingZeros(scale);

}

//检查第i个元素的地址值。

private long checkedByteOffset(int i) {

if (i = array.length)

throw new IndexOutOfBoundsException("index " + i);

return byteOffset(i);

}

//当前索引i*shift(偏移位置) + base(基础位置)

private static long byteOffset(int i) {

return ((long) i

}

//获取第i个元素的值

public final int get(int i) {

return getRaw(checkedByteOffset(i));

}

//通过地址值来获取偏移量的元素值。

private int getRaw(long offset) {

return unsafe.getIntVolatile(array, offset);

}

//用cas方式,在元素i的位置设置新值

public final void set(int i, int newValue) {

unsafe.putIntVolatile(array, checkedByteOffset(i), newValue);

}

核心代码可以看上面,具体都有注释,可能有点模糊,这里再说说核心思想:

我们知道,数组在内存中是连续存储的,如下:

并且数组里面各个元素类别都是相同的,所以占有的空间也都是一样大的,假设上面数组为int类型的array,并且array的地址为n,所以可以计算出array[1]为array+4,array[2]为

array+4*2,array[3]为array+4*3 。

所以这样在AtomicIntegerArray里面,我们可以通过base,i,scale和shift,能够计算出数组中任意元素的位置以及获取值,这样一来,对数组的操作就可以转化为对单个元素的操作。

开始被一个问题困扰了一会儿,array数组是final类型,保证了:

array在使用的时候,已经初始化了

array不能再重新指向其他对象

但是,array数组里面并不是volatile类型的,能确保可见性么?

我们再来看看它的get方法和set方法:

get方法:

public final int get(int i) {

return getRaw(checkedByteOffset(i));

}

//volatile的get

private int getRaw(long offset) {

return unsafe.getIntVolatile(array, offset);

}

set方法:

//volatile的set

public final void set(int i, int newValue) {

unsafe.putIntVolatile(array, checkedByteOffset(i), newValue);

}

//lazySet,即普通set,性能高

public final void lazySet(int i, int newValue) {

unsafe.putOrderedInt(array, checkedByteOffset(i), newValue);

}

//原子性的获取并且set

public int getAndSet(int i, int newValue) {

return unsafe.getAndSetInt(array, checkedByteOffset(i), newValue);

}

如上我们可以看到,调用的都是unsafe里面具有volatile语义的方法,也就是整个通过内存地址对数组元素的操作,也是有volatile语义的,即具有可见性。

AtomicLongArray和AtomicObjectArray

这两者与AtomicIntegerArray实现基本一致,只是数组对象分别为long[]和Object[]类型。

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  • 原文链接https://kuaibao.qq.com/s/20190126G04P1S00?refer=cp_1026
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