《Java并发编程的艺术》 —3.5.4 concurrent包的实现

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华章计算机 发表于 2019/12/03 16:11:23 2019/12/03
【摘要】 本节书摘来自华章计算机《Java并发编程的艺术》一书中第3章,第3.5.4节,作者是方腾飞 魏鹏 程晓明。

3.5.4 concurrent包的实现

由于Java的CAS同时具有volatile读和volatile写的内存语义,因此Java线程之间的通信现在有了下面4种方式。

1)A线程写volatile变量,随后B线程读这个volatile变量。

2)A线程写volatile变量,随后B线程用CAS更新这个volatile变量。

3)A线程用CAS更新一个volatile变量,随后B线程用CAS更新这个volatile变量。

4)A线程用CAS更新一个volatile变量,随后B线程读这个volatile变量。

Java的CAS会使用现代处理器上提供的高效机器级别的原子指令,这些原子指令以原子方式对内存执行读-改-写操作,这是在多处理器中实现同步的关键(从本质上来说,能够支持原子性读-改-写指令的计算机,是顺序计算图灵机的异步等价机器,因此任何现代的多处理器都会去支持某种能对内存执行原子性读-改-写操作的原子指令)。同时,volatile变量的读/写和CAS可以实现线程之间的通信。把这些特性整合在一起,就形成了整个concurrent包得以实现的基石。如果我们仔细分析concurrent包的源代码实现,会发现一个通用化的实现模式。

首先,声明共享变量为volatile。

然后,使用CAS的原子条件更新来实现线程之间的同步。

同时,配合以volatile的读/写和CAS所具有的volatile读和写的内存语义来实现线程之间的通信。

AQS,非阻塞数据结构和原子变量类(java.util.concurrent.atomic包中的类),这些concurrent包中的基础类都是使用这种模式来实现的,而concurrent包中的高层类又是依赖于这些基础类来实现的。从整体来看,concurrent包的实现示意图如3-28所示。

 image.png

图3-28 concurrent包的实现示意图


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