本文转载自微信公众号《Angela的博客》，作者Angela。转载本文请联系Angela博客公众号。大家好，我是Angela，这是第五期并发节目，完整提纲如下：面试官：你好，请先自我介绍一下。Angela：面试官你好，我是草丛三贱人，最强中单，火球拥有者，不燃烧的，Angela，这是我的简历，请看一下。面试官：听之前的面试官说你对Java并发把握的很好，我们来深入交流一下；Angela：好吧，我们多交流一下面试官：什么是线程安全？安吉拉：这个问题是第一次被问到，但是一个很好的问题。当多个线程访问一个类时，无论运行时环境使用何种调度方法或这些进程将如何交替执行，该类都会正确运行，并且不需要在调用代码中进行任何额外的协调或同步，那么这个类是线程安全的。面试官：线程安全的三大特性是什么？或者是什么导致线程不安全？Angela：【太老套了，能不能来点新的】线程不安全的原因：当前的操作可能不是原子的，执行的时候会被打断。其他线程有能力修改共享变量的值。同时，线程修改的值对其他线程来说不是立即可见的，因为线程有自己的执行空间。还有一点就是存在程序可能会乱序执行。单线程还好，但是多个线程同时执行的话，线程共享的数据就会乱了。上述问题概括了线程安全需要保证的三个特点：原子性提供互斥访问，同时只有一个线程在运行。可见性一个线程对主存的修改可以及时被其他线程看到。顺序是一致的。（你可能会想有没有不一致，是的，因为有指令重排序，为什么会有指令重排序，因为需要性能优化，比如把多次访问主存合并在一起执行计算，访问主存交替访问效率更高），重新排序过程不会影响单线程程序的执行，但会影响多线程并发执行的正确性。面试官：你用过java.util.concurrent.atomic包下的原子性相关的类吗？Angela：是的，Java提供了很多AtomicXXX相关的原子类，如下图：面试官：是的能举个例子说明一下用法吗？Angela：比如有并发和计数的场景。以netty为例。它的线程池工厂类如下：nextId是AtomicInteger类型。每次创建线程并命名线程，代码如下：{if(t.isDaemon()){if(!this.daemon){t.setDaemon(false);}}elseif(this.daemon){t.setDaemon(true);}if(t.getPriority()!=this.priority){t.setPriority(this.priority);}}catch(Exceptionvar4){}returnt;}通过incrementAndGet原子+1。面试官：如果不使用AtomicInteger，使用普通int会有什么后果？Angela：首先，我们知道+1操作不是原子的，它可以分为几条指令：fetch指令，压入操作数栈，执行+1操作，赋值。关于命令，扔个蓝。让我们编译一段Java代码看看。代码和字节码指令为：publicstaticintadd(inta,intb){intc=0;c=a+b;returnc;}指令，也有相应的操作解释，如下：publicstaticintadd(int,int);代码：0:iconst_0//初始化常量0压入操作数栈顶1:istore_2//弹出操作数栈顶元素并保存到局部变量表的第二个位置2:iload_0//复制变量a的值并入栈3:iload_1//复制变量b的值入栈4:iadd//执行加法运算，加法结果入栈5:istore_2//弹出操作数栈顶元素，保存到局部变量表第二个位置6:iload_2//复制局部变量表第二个位置的值入栈7:ireturn//出栈，写这么多返回结果让大家明白a+=1这个操作不是原子的，是由多条指令组成，真的很不容易，点个赞吧，好心的蓝buff面试官：能说说Atomic的实现原理吗？Angela：【该滚了，去Angela最喜欢的源码链接】/***Atomicallyincrementsbyonethecurrentvalue.**@returntheupdatedvalue*/publicfinalintincrementAndGet(){returnunsafe.getAndAddInt(this,valueOffset,1)+1;}代码很简而言之，评论只是一句话，并且原子地增加了当前值。继续探索：publicfinalintgetAndAddInt(Objectvar1,longvar2,intvar4){intvar5;do{var5=this.getIntVolatile(var1,var2);}while(!this.compareAndSwapInt(var1,var2,var5,var5+var4));returnvar5;}输入参数是三个值：var1、var2、var4，我们先来看看这三个值是什么？val1:this,也就是AtomicInteger对象nextIdVal2:valueOffset看代码，我又画了一张图，我们知道一个对象的存储空间是由对象头和成员变量组成的，那么valueOffset就是成员变量值在原子整数对象。初学者可能会问，函数放在哪里？函数放在方法区，因为它属于类，不属于私有对象。privatestaticfinalUnsafeunsafe=Unsafe.getUnsafe();privatestaticfinallongvalueOffset;static{try{valueOffset=unsafe.objectFieldOffset(AtomicInteger.class.getDeclaredField("value"));}catch(Exceptionex){thrownewError(ex);}}privatevolatileintvalue;Val4:1下面开始详细解释，代码如下：compareAndSwapInt方法：比较val1（AtomicInteger对象）的var2（valueOffset偏移量）的值是否等于var5（原值），如果相等，则将值更新为var5（originalvalue))+val4(1)//val1:nextIdval2:valueOffsetval4:1publicfinalintgetAndAddInt(Objectvar1,longvar2,intvar4){intvar5;//临时变量do{var5=this.getIntVolatile(var1,var2);//这是一个native方法，获取value的值//比较val1（AtomicInteger对象）的var2（valueOffset偏移量）和var5（原始值）的值是否相等。如果它们相等，则将值更新为var5（原始值）+val4(1)}while(!this.compareAndSwapInt(var1,var2,var5,var5+var4));returnvar5;}publicnativeintgetIntVolatile(Objectvar1,longvar2);compareAndSwapInt是Java中非常重要和知名的CAS操作，比较和交换，并发底层框架用到的地方很多。compareAndSwapInt将返回CAS支持状态。如果执行失败，就会循环执行，直到成功。失败的原因一般是其他线程同时修改了这个变量的值，所以比较不相等，下次执行会获取最新的值，执行CAS。....哎，打字好累，先写到这里，我要去吃自助餐了，明天再写能见度和订单。
