AtomicInteger线程安全（volatile和CAS）

小鱼儿 2022-12-28 11:06 152阅读 0赞

### volatile ###

volatile可以实现变量的可见性，即取值操作是线程安全的，但是变量本身在多线程的情况下仍然不是线程安全的，例如

volatile int i;
    i++;

### CAS ###

CAS英文解释是比较和交换，是cpu底层的源语，是解决共享变量原子性实现方案，它定义了三个变量，内存地址值对应V，期待值E和要修改的值U.在Java中通过调用UnSafe的compareAndSet类似方式调用，底层是c，反编译后操作系统指令是cmpxchg指令。

> CAS操作经常被用来实现无锁数据结构。在`java.util.concurrent`包中就有很多这样的数据结构：`ConcurrentLinkedQueue`、`ConcurrentLinedDeque`、`ConcurrentHashMap`、`ConcurrentSkipListMap`、`ConcurrentSkipListSet`

###  AtomicInteger ###

AtomicInteger类在**java.util.concurrent.atomic 包下。可以用来实现线程安全的int变量。**下面是这个类的代码片段，可以看到++和--操作都调用了**unsafe**类的方法，通过CAS实现了一定程度的线程安全

public class AtomicInteger extends Number implements java.io.Serializable {
        private static final long serialVersionUID = 6214790243416807050L;
        private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();
        private static final long valueOffset;
        static {
            try {
                valueOffset = unsafe.objectFieldOffset
                    (AtomicInteger.class.getDeclaredField("value"));
            } catch (Exception ex) { throw new Error(ex); }
        }
    
        private volatile int value;
    
        public AtomicInteger(int initialValue) {
            value = initialValue;
        }
        public AtomicInteger() {
        }
     
        public final boolean compareAndSet(int expect, int update) {
            return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);
        }
        public final int getAndIncrement() {
            return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, 1);
        }
        public final int getAndDecrement() {
            return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, -1);
        }
           //等效于线程安全的i++操作
        public final int incrementAndGet() {
            return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, 1) + 1;
        }
       //等效于线程安全的i--操作
        public final int decrementAndGet() {
            return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, -1) - 1;
        }
    }

### CAS存在ABA问题 ###

**cas是线程安全的吗？不是绝对线程安全的。**

CAS操作只有内存值与预期值相等才会更新内存中的值，所有CAS操作可能会出现这种现象：原来内存值为A，线程1和线程2都对i值操作，i初始值为1，线程1使用CAS将i值修改为5，然后又使用CAS将内存值修改回1；这时线程2使用CAS对i值进行修改时发现内存值仍然是1，然后线程2修改成功。这种现象是“ABA问题”。