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web线程安全中的原子操作是什么

发表于:2025-12-03 作者:千家信息网编辑
千家信息网最后更新 2025年12月03日,这篇文章主要介绍"web线程安全中的原子操作是什么",在日常操作中,相信很多人在web线程安全中的原子操作是什么问题上存在疑惑,小编查阅了各式资料,整理出简单好用的操作方法,希望对大家解答"web线程
千家信息网最后更新 2025年12月03日web线程安全中的原子操作是什么

这篇文章主要介绍"web线程安全中的原子操作是什么",在日常操作中,相信很多人在web线程安全中的原子操作是什么问题上存在疑惑,小编查阅了各式资料,整理出简单好用的操作方法,希望对大家解答"web线程安全中的原子操作是什么"的疑惑有所帮助!接下来,请跟着小编一起来学习吧!

原子操作

原子性就是指该操作是不可再分的。不论是多核还是单核,具有原子性的量,同一时刻只能有一个线程来对它进行操作。 原子操作可以是一个步骤,也可以是多个步骤,但是其顺序不可以被打乱,也不可以被切割而只执行其中的一部分(不可中断性)。 将操作视作一个整体,资源在该次操作中保持一致,这是原子性的核心特征。

首先我们来看一个非原子操作的示例:

public class Counter {  volatile int i = 0;  public void increament() {    i++;  }}

测试代码:

public class CouterTest {  public static void main(String[] args) throws InterruptedException {    final Counter counter = new Counter();    for (int i = 0; i < 6; i++) {      new Thread(              new Runnable() {                @Override                public void run() {                  for (int j = 0; j < 10000; j++) {                    counter.increament();                  }                  System.out.println("done...");                }              })          .start();    }    Thread.sleep(6000L);    System.out.println(counter.i);  }}

正确情况下以上测试代码我们启动了6个线程每个增加10000,结果输出应该是60000,但实际结果却是小于60000的,其原因就在于i++并不是原子的操作,通过反编译我们可以知道它实际上在JVM运行时是4个指令。

那么如何才能让以上代码正确运行那?

  1. 通过加锁的形式,可以是synchronized加锁,也可以是ReentrantLock加锁. 这种方式是通过加锁的方式使其变成串行的单线程操作,效果不是太高。

syncchronized 加锁代码示例

public class Counter {  volatile int i = 0;  public synchronized void increament() {    i++;  }}

ReentrantLock加锁代码示例:

public class Counter {  volatile int i = 0;  Lock lock = new ReentrantLock();  public void increament() {    lock.lock();    i++;    lock.unlock();  }}
  1. 通过JDK提供的原子操作的API中的AtomicInteger,这种方式其底层是通过CAS操作,仍是使用多线程进行,所以效率会相对较高。

AtomicInteger代码示例:

public class Counter {  AtomicInteger i= new AtomicInteger();  public void increament() {    i.incrementAndGet();  }}

CAS(Compare and swap)

Compare and swap 比较和交换,属于硬件同步原语,处理器提供了基本内存操作的原子性保证。 CAS 操作包含三个操作数--内存位置(V),预期原值(A)和新值(B)。 如果内存位置的值与预期原值相匹配,那么处理器会自动将该位置值交换成新值,如果不匹配,即内存位置的值了变化则不做交换。 Java中的sun.misc.Unsafe类提供了compareAndSwapIntcompareAndSwapLong等几个方法实现CAS, 其代码示例如下:

// JDK提供的原子操作API其原理基本如此public class CounterUnsafe {  volatile int i = 0;  private static Unsafe unsafe = null;  // i字段地址偏移量  private static long valueOffset;  static {    //    unsafe = Unsafe.getUnsafe();  该方式并不可用    try {      Field field = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");      field.setAccessible(true);      unsafe = (Unsafe) field.get(null);      Field fieldi = CounterUnsafe.class.getDeclaredField("i");      // 获取字段i的地址偏移量      valueOffset = unsafe.objectFieldOffset(fieldi);    } catch (NoSuchFieldException | IllegalAccessException e) {      e.printStackTrace();    }  }  public void increament() {    for (; ; ) {      int current = unsafe.getIntVolatile(this, valueOffset);      // 如果成功则返回true,跳出循环,如果失败返回false, 将进行自旋(就是for循环)      if (unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, current, current + 1)) break;    }  }}

到此,关于"web线程安全中的原子操作是什么"的学习就结束了,希望能够解决大家的疑惑。理论与实践的搭配能更好的帮助大家学习,快去试试吧!若想继续学习更多相关知识,请继续关注网站,小编会继续努力为大家带来更多实用的文章!

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