Java原子类--AtomicLongArray

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AtomicLongArray介绍和函数列表

在"Java多线程系列--“JUC原子类”02之 AtomicLong原子类"中介绍过，AtomicLong是作用是对长整形进行原子操作。而AtomicLongArray的作用则是对"长整形数组"进行原子操作。

AtomicLongArray函数列表

// 创建给定长度的新 AtomicLongArray。
AtomicLongArray(int length)
// 创建与给定数组具有相同长度的新 AtomicLongArray，并从给定数组复制其所有元素。
AtomicLongArray(long[] array)

// 以原子方式将给定值添加到索引 i 的元素。
long addAndGet(int i, long delta)
// 如果当前值 == 预期值，则以原子方式将该值设置为给定的更新值。
boolean compareAndSet(int i, long expect, long update)
// 以原子方式将索引 i 的元素减1。
long decrementAndGet(int i)
// 获取位置 i 的当前值。
long get(int i)
// 以原子方式将给定值与索引 i 的元素相加。
long getAndAdd(int i, long delta)
// 以原子方式将索引 i 的元素减 1。
long getAndDecrement(int i)
// 以原子方式将索引 i 的元素加 1。
long getAndIncrement(int i)
// 以原子方式将位置 i 的元素设置为给定值，并返回旧值。
long getAndSet(int i, long newValue)
// 以原子方式将索引 i 的元素加1。
long incrementAndGet(int i)
// 最终将位置 i 的元素设置为给定值。
void lazySet(int i, long newValue)
// 返回该数组的长度。
int length()
// 将位置 i 的元素设置为给定值。
void set(int i, long newValue)
// 返回数组当前值的字符串表示形式。
String toString()
// 如果当前值 == 预期值，则以原子方式将该值设置为给定的更新值。
boolean    weakCompareAndSet(int i, long expect, long update)

AtomicLongArray源码分析(基于JDK1.7.0_40)

AtomicLongArray的完整源码

 

AtomicLongArray的代码很简单，下面仅以incrementAndGet()为例，对AtomicLong的原理进行说明。
incrementAndGet()源码如下：

public final long incrementAndGet(int i) {
    return addAndGet(i, 1);
}

说明：incrementAndGet()的作用是以原子方式将long数组的索引 i 的元素加1，并返回加1之后的值。

addAndGet()源码如下：

public long addAndGet(int i, long delta) {
    // 检查数组是否越界
    long offset = checkedByteOffset(i);
    while (true) {
        // 获取long型数组的索引 offset 的原始值
        long current = getRaw(offset);
        // 修改long型值
        long next = current + delta;
        // 通过CAS更新long型数组的索引 offset的值。
        if (compareAndSetRaw(offset, current, next))
            return next;
    }
}

说明：addAndGet()首先检查数组是否越界。如果没有越界的话，则先获取数组索引i的值；然后通过CAS函数更新i的值。

getRaw()源码如下：

private long getRaw(long offset) {
    return unsafe.getLongVolatile(array, offset);
}

说明：unsafe是通过Unsafe.getUnsafe()返回的一个Unsafe对象。通过Unsafe的CAS函数对long型数组的元素进行原子操作。如compareAndSetRaw()就是调用Unsafe的CAS函数，它的源码如下：

private boolean compareAndSetRaw(long offset, long expect, long update) {
    return unsafe.compareAndSwapLong(array, offset, expect, update);
}

AtomicLongArray示例

 1 // LongArrayTest.java的源码
 2 import java.util.concurrent.atomic.AtomicLongArray;
 3
 4 public class LongArrayTest {
 5
 6     public static void main(String[] args){
 7
 8         // 新建AtomicLongArray对象
 9         long[] arrLong = new long[] {10, 20, 30, 40, 50};
10         AtomicLongArray ala = new AtomicLongArray(arrLong);
11
12         ala.set(0, 100);
13         for (int i=0, len=ala.length(); i<len; i++)
14             System.out.printf("get(%d) : %s\n", i, ala.get(i));
15
16         System.out.printf("%20s : %s\n", "getAndDecrement(0)", ala.getAndDecrement(0));
17         System.out.printf("%20s : %s\n", "decrementAndGet(1)", ala.decrementAndGet(1));
18         System.out.printf("%20s : %s\n", "getAndIncrement(2)", ala.getAndIncrement(2));
19         System.out.printf("%20s : %s\n", "incrementAndGet(3)", ala.incrementAndGet(3));
20
21         System.out.printf("%20s : %s\n", "addAndGet(100)", ala.addAndGet(0, 100));
22         System.out.printf("%20s : %s\n", "getAndAdd(100)", ala.getAndAdd(1, 100));
23
24         System.out.printf("%20s : %s\n", "compareAndSet()", ala.compareAndSet(2, 31, 1000));
25         System.out.printf("%20s : %s\n", "get(2)", ala.get(2));
26     }
27 }

运行结果：

get(0) : 100
get(1) : 20
get(2) : 30
get(3) : 40
get(4) : 50
  getAndDecrement(0) : 100
  decrementAndGet(1) : 19
  getAndIncrement(2) : 30
  incrementAndGet(3) : 41
      addAndGet(100) : 199
      getAndAdd(100) : 19
     compareAndSet() : true
              get(2) : 1000