AtomicReferenceFieldUpdater是基于反射的工具类,用来将指定类型的指定的volatile引用字段进行原子更新,对应的原子引用字段不能是private的。通常一个类volatile成员属性获取值、设定为某个值两个操作时非原子的,若想将其变为原子的,则可通过AtomicReferenceFieldUpdater来实现。如下面例子:

public class AtomicReferTest {
public static void main(String[] args) throws Exception
{
AtomicReferenceFieldUpdater updater=AtomicReferenceFieldUpdater.newUpdater(Dog.class,String.class,"name");
Dog dog1=new Dog();
System.out.println(updater.compareAndSet(dog1,"dog1","compareAndSet"));
System.out.println(dog1.name);
System.out.println(updater.getAndSet(dog1, "getAndSet"));
System.out.println(dog1.name);
}
}
class Dog
{
volatile String name="dog1"; }

输出结果:

true
compareAndSet
compareAndSet
getAndSet

通过调用AtomicReferenceFieldUpdater.newUpdater(Dog.class,String.class,"name")静态方法生成Dog类的String类型的name字段的原子修改器updater,然后调用它的compareAndSet方法判断dog1对象的name值是否为dog1,若是则返回true并修改其值。也可调用getAndSet方法直接修改dog1属性的name字段值,并返回该字段原来的值。

Java类库中BufferedInputStream就调用了这个类:

public
class BufferedInputStream extends FilterInputStream { protected volatile byte buf[]; /*
* 原子的更新内部数组,比如扩容、关闭时,
*/
private static final
AtomicReferenceFieldUpdater<BufferedInputStream, byte[]> bufUpdater =
AtomicReferenceFieldUpdater.newUpdater
(BufferedInputStream.class, byte[].class, "buf"); public void close() throws IOException {
byte[] buffer;
while ( (buffer = buf) != null) {
//放在一个循环中,如果CAS更新失败,那么就读取最新的buf引用,继续CAS更新
if (bufUpdater.compareAndSet(this, buffer, null)) {
InputStream input = in;
in = null;
if (input != null)
input.close();
return;
}
}
}
}

AtomicReferenceFieldUpdater是Doug Lea在Java 5中写的atomic classes 中Filed Updater的一部分,本质上是volatile字段的包装器。相似的还有AtomicIntegerFieldUpdater,具体使用方法可参考:https://github.com/aCoder2013/blog/issues/10

注意原子更新器的使用存在比较苛刻的条件如下

  • 操作的字段不能是static类型。

  • 操作的字段不能是final类型的,因为final根本没法修改。

  • 字段必须是volatile修饰的,也就是数据本身是读一致的。

  • 属性必须对当前的Updater所在的区域是可见的,如果不是当前类内部进行原子更新器操作不能使用private,protected子类操作父类时修饰符必须是protect权限及以上,如果在同一个package下则必须是default权限及以上,也就是说无论何时都应该保证操作类与被操作类间的可见性。

Java并发编程-无锁CAS与Unsafe类及其并发包Atomic

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