类图:
源码:
package java.util.concurrent.atomic;import java.util.function.IntUnaryOperator;import java.util.function.IntBinaryOperator;import sun.misc.Unsafe;public class AtomicInteger extends Number implements java.io.Serializable { private static final long serialVersionUID = 6214790243416807050L;//版本号 private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();//使用sun的Unsafe完成cas指令 private volatile int value;//int的值,设为volatile,保证线程之间的可见性 private static final long valueOffset;//value内存地址相对于对象内存地址的偏移量 static { try { //初始化valueOffset:通过unsafe.objectFieldOffset方法获取成员属性value内存地址相对于对象内存地址的偏移量 valueOffset = unsafe.objectFieldOffset (AtomicInteger.class.getDeclaredField("value")); } catch (Exception ex) { throw new Error(ex); } } /** * 构造方法,使用默认值0 */ public AtomicInteger() { } /** * 构造方法,传入指定int值 */ public AtomicInteger(int initialValue) { value = initialValue; } /** * 获取int值 */ public final int get() { return value; } /** * 设为指定值 */ public final void set(int newValue) { value = newValue; } /** * 最终设为指定值,但其它线程不能马上看到变化,会延时一会 */ public final void lazySet(int newValue) { unsafe.putOrderedInt(this, valueOffset, newValue); } /** * 以原子方式设置为给定值,并返回旧值 */ public final int getAndSet(int newValue) { return unsafe.getAndSetInt(this, valueOffset, newValue); } /** * CAS操作,现代CPU已广泛支持,是一种原子操作; * 简单地说,当期待值expect与valueOffset地址处的值相等时,设置为update值 */ public final boolean compareAndSet(int expect, int update) { return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update); } //和compareAndSet()方法相同 public final boolean weakCompareAndSet(int expect, int update) { return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update); } /** * 原子操作,自增,返回旧值 */ public final int getAndIncrement() { return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, 1); } /** * 原子操作,自减,返回旧值 */ public final int getAndDecrement() { return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, -1); } /** * 原子操作,加上一个数delta,返回旧值 */ public final int getAndAdd(int delta) { return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, delta); } /** * 原子操作,自增,返回新值 */ public final int incrementAndGet() { return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, 1) + 1; } /** * 原子操作,自减,返回新值 */ public final int decrementAndGet() { return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, -1) - 1; } /** * 原子操作,加上一个数delta,返回新值 */ public final int addAndGet(int delta) { return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, delta) + delta; } /** * 以原子方式设置为给定值,并返回旧值 * updateFunction 一个参数的无副作用函数 */ public final int getAndUpdate(IntUnaryOperator updateFunction) { int prev, next; do { prev = get(); next = updateFunction.applyAsInt(prev); } while (!compareAndSet(prev, next)); return prev; } /** * 以原子方式设置为给定值,并返回新值 * updateFunction 一个参数的无副作用函数 */ public final int updateAndGet(IntUnaryOperator updateFunction) { int prev, next; do { prev = get(); next = updateFunction.applyAsInt(prev); } while (!compareAndSet(prev, next)); return next; } /** * 以原子方式设置为给定值,并返回旧值 * accumulatorFunction 两个参数的无副作用函数 */ public final int getAndAccumulate(int x, IntBinaryOperator accumulatorFunction) { int prev, next; do { prev = get(); next = accumulatorFunction.applyAsInt(prev, x); } while (!compareAndSet(prev, next)); return prev; } /** * 以原子方式设置为给定值,并返回新值 * accumulatorFunction 两个参数的无副作用函数 */ public final int accumulateAndGet(int x, IntBinaryOperator accumulatorFunction) { int prev, next; do { prev = get(); next = accumulatorFunction.applyAsInt(prev, x); } while (!compareAndSet(prev, next)); return next; } //得到value的string格式 public String toString() { return Integer.toString(get()); } //得到value的int格式 public int intValue() { return get(); } //得到value的long格式 public long longValue() { return (long)get(); } //得到value的float格式 public float floatValue() { return (float)get(); } //得到value的double格式 public double doubleValue() { return (double)get(); }}
对于使用到的unsafe类的方法,需要进行一些说明:
lazySet(int newValue) :直接调用native方法public native void putOrderedInt(Object var1, long var2, int var4);
compareAndSet(int expect, int update) ,weakCompareAndSet(int expect, int update),
getAndIncrement(),getAndDecrement(),getAndAdd(int delta),
incrementAndGet(),decrementAndGet(),addAndGet(int delta):直接调用native方法
//var1对象的内存地址加上偏移量var2得到的value的值。如果该值等于期望值var4,则将value的内存地址上的值修改为var5,并返回true;不相等则不更新,直接返回false。 public final native boolean compareAndSwapInt(Object var1, long var2, int var4, int var5);
getAndSet(int newValue):调用了unsafe类的getAndSetInt(Object var1, long var2, int var4)
//在线程竞争激烈的时候,可能会导致多次重试,但最终可以保证更新操作一定能成功。 public final int getAndSetInt(Object var1, long var2, int var4) { int var5; do { var5 = this.getIntVolatile(var1, var2);//得到当前在对象var1偏移地址var2的值 } while(!this.compareAndSwapInt(var1, var2, var5, var4));//再去读一次偏移地址对应的值和上次读的做比较:相同则更新为var4,不相同则不更新,然后继续循环重试。 return var5;//返回最后一次读取的值 }
此处,调用了getIntVolatile(Object var1, long var2) 和 compareAndSwapInt(Object var1, long var2, int var4, int var5):
// 获取对象var1内存地址加上偏移量offset所对应的整型值(支持volatile,具有线程可见性) public native int getIntVolatile(Object var1, long var2);