突击并发编程JUC系列-原子更新字段类AtomicStampedReference
突击并发编程JUC系列演示代码地址: https://github.com/mtcarpenter/JavaTutorial
他来了,他来了,他带着 ABA
问题走来了,小伙伴们,大家好,我们又见面了,突击并发编程 JUC
系列实战原子更新数组类马上就要发车了。
字段类型
如果需要原子地更新某个类里的某个字段时,就需要使用原子更新字段类,Atomic包提供了以下3个类进行原子字段更新。
小试牛刀
AtomicIntegerFieldUpdater案例演示
原子地更新整形字段类,还是那个懵懂少年,在修改自己的票数。
教师类如下:
public class Teacher {
/**
* 教师名称
*/
public volatile String name;
/**
* 学生投票数
*/
public volatile int ticketNum;
public Teacher(String name, int ticketNum) {
this.name = name;
this.ticketNum = ticketNum;
}
public String getName() {
return name;
}
public int getTicketNum() {
return ticketNum;
}
}
public class AtomicExample8 {
private static AtomicIntegerFieldUpdater<Teacher> integerFieldUpdater = AtomicIntegerFieldUpdater.newUpdater(Teacher.class, "ticketNum");
public static void main(String[] args) {
// 设置懵懂少年 180票
Teacher teacher = new Teacher("懵懂少年", 180);
// 180
System.out.println("getAndIncrement = " + integerFieldUpdater.getAndIncrement(teacher));
System.out.println("get=" + integerFieldUpdater.get(teacher));
}
}
//getAndIncrement = 180
//get=181
要想原子地更新字段类需要两步。
- 第一步,因为原子更新字段类都是抽象类,每次使用的时候必须使用静态方法newUpdater()创建一个更新器,并且需要设置想要更新的类和属性。
- 第二步,更新类的字段(属性)必须使用public volatile修饰符。
AtomicIntegerFieldUpdater
和 AtomicIntegerFieldUpdater
方法基本类似,方法getAndIncrement()
、getAndDecrement()
、getAndAdd()
等方法,跟前面的 Atomiclong
实现也基本类同。
AtomicStampedReference 案例演示
CAS 前面我们都知道,比较交换,要更新的变量和预期值相等,则修改为预期预期值,否则修改失败。所以 CAS 就产生了经典的 ABA 问题,什么是ABA 问题呢?比如一个值原来是A,变成了B,后来又变成了A,那么CAS检查时会发现它的值没有发生变化,但是实际上却是发生了变化的。
加深印象
大学选课小伙伴应该深有体会,一到选课系统卡,崩溃重启还在卡,多人选课多人卡,除了支付都会卡。现在有一门网红网课,课程人数限制为 100
人,这门课程相当火爆,选课系统开启后,半分钟这门课程就达到了 99
人,还剩余1
个名额。学生 1
和 学生 2
同时进入系统,并点击了该课程选择课程
按钮,每一个名额都有一个相应的版本号进行控制,学生 2 在弹框出现的时候校园网突然断了,学生 1 就轻松选到了课程,但是学生1
发现心仪的女生没有选到此课程,就退掉了此课程,学生 2
网络好了 ,界面也出现虽然还剩下一个名额,但是已被学生 1
操作过,学生 2
拿出上次的版本号,已经无法选择课程。
public class AtomicExample9 {
private static AtomicStampedReference<Integer> atomicStampedReference = new AtomicStampedReference<>(99, 1);
public static void main(String[] args) {
Thread student1 = new Thread(() -> {
int stamp = atomicStampedReference.getStamp();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "---首次 stamp: " + stamp);
atomicStampedReference.compareAndSet(99, 100,
atomicStampedReference.getStamp(), atomicStampedReference.getStamp() + 1);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "---第二次 stamp: " + atomicStampedReference.getStamp());
atomicStampedReference.compareAndSet(100, 99,
atomicStampedReference.getStamp(), atomicStampedReference.getStamp() + 1);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "---第三次 stamp: " + atomicStampedReference.getStamp());
}, "student1");
Thread student2 = new Thread(() -> {
int stamp = atomicStampedReference.getStamp();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "---第一次 stamp: " + stamp);
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "---你的校园网正在尝试重新连接......");
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
boolean result = atomicStampedReference.compareAndSet(99, 100,
stamp, stamp + 1);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "---修改成功与否:" + result + " 当前 stamp:" + atomicStampedReference.getStamp());
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "---当前课程已选人数:" + atomicStampedReference.getReference());
}, "student2");
student1.start();
student2.start();
}
}
student1---首次 stamp: 1
student1---第二次 stamp: 2
student1---第三次 stamp: 3
student2---第一次 stamp: 3
student2---你的校园网正在尝试重新连接......
student2---修改成功与否:true 当前 stamp:4
student2---当前课程已选人数:100
总结
本章简单了介绍了 AtomicIntegerFieldUpdater
原子的更新某一个字段,AtomicStampedReference
可以用于解决JUC
中的 ABA
问题,对比前一个章节 AtomicStampedReference
只有 true
和false
两种选择。在并发中如果两个版本号不断地切换,仍然不能很好地解决 ABA
问题,只是从某种程度降低了ABA
事件发生。而使用 AtomicStampedReference
就可以避免这样的问题。
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