java.util.concurrent 代码审查

Question

我正在研究 java.util.concurrent 库并在源代码中发现许多无限循环，就像这个

//java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger by Doug Lea
public final int getAndSet(int newValue) {
    for (;;) {
        int current = get();
        if (compareAndSet(current, newValue))
            return current;
    }
}

我想知道，在什么情况下实际值不能等于预期值(在这种情况下 compareAndSet 返回 false)？

Answer 1

许多现代 CPU 都有 compareAndSet() 映射到原子硬件操作。这意味着它是线程安全的，不需要同步(相比之下这是一个相对昂贵的操作)。然而，它只是 compareAndSet() 本身是原子的，所以为了 getAndSet()(即将变量设置为给定值并返回它当时的值时间，不可能在两者之间将它设置为不同的值)代码使用了一个技巧:首先它获取值，然后它尝试 compareAndSet() 它刚刚获得的值和新的值(value)。如果失败，则该变量被中间的另一个线程操作，代码会再次尝试。

如果 compareAndSet() 很少失败，即如果没有太多线程同时写入变量，这比使用同步要快。在许多线程一直写入变量的极端情况下，同步实际上可以更快，因为虽然有同步开销，但其他试图访问变量的线程将等待并在轮到它们时被唤醒，而不是必须反复重试该操作。