(轉)利用CAS演算法實現通用安全執行緒狀態機器

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在多線程環境下，如果某個類是有狀態的，那我們在使用前，需要保證所有該類的執行個體對象狀態一致，否則會出現意向不到的bug。下面是通用安全執行緒狀態機器的實現方法。

public class ThreadSaveState{    private int x;    private int y; private enum State {NEW, INITIALIZING, INITIALIZED}; private final AtomicReference<State> init = new AtomicReference<State>(State.NEW); public ThreadSaveState() { }; public ThreadSaveState(int x, int y) { initialize(x, y); } private void initialize(int x, int y) { if (!init.compareAndSet(State.NEW, State.INITIALIZING)) { throw new IllegalStateException("Already initialized"); } this.x = x; this.y = y; //… Do anything else the original constructor did init.set(State.INITIALIZED); } //所有公用介面，都要先調用該方法檢測對象完整性 private void checkInit() { if (init.get() != State.INITIALIZED) { throw new IllegalStateException("Uninitialized"); } } //樣本公用介面 public int getX() { checkInit(); return x; } //樣本公用介面 public int getY() { checkInit(); return y; }}

這種模式利用compareAndSet方法來操作枚舉的原子引用，關於compareAndSet方法，其內部是CAS演算法，即：Compare and Swap, 翻譯成比較並交換，源碼如下：

java.util.concurrent包中藉助CAS實現了區別於synchronouse同步鎖的一種樂觀鎖，使用這些類在多核CPU的機器上會有比較好的效能.

結合compareAndSet源碼我們看下：

/**     * Atomically sets the value to the given updated value     * if the current value {@code ==} the expected value.     * @param expect the expected value     * @param update the new value     * @return true if successful. False return indicates that     * the actual value was not equal to the expected value.     */    public final boolean compareAndSet(V expect, V update) { return unsafe.compareAndSwapObject(this, valueOffset, expect, update); }

根據注釋，CAS有3個運算元，記憶體值V，舊的預期值A，要修改的新值B。若且唯若預期值A和記憶體值V相同時，將記憶體值V修改為B，返回True，否則返回false。

再看看我們初始化的代碼：

 if (!init.compareAndSet(State.NEW, State.INITIALIZING)) {            throw new IllegalStateException("Already initialized");        }

只有當state是New的時候，才開始初始化，否則直接報錯。這就保證了對象的完整性，因為如果沒有這樣的防範機制，萬一有個線程要在某個執行個體上調用initialize()，而另一個線程又要企圖使用這個執行個體，第二個線程就有可能看到這個執行個體處於不一致的狀態。

 

轉載：http://blog.csdn.net/qq_27258799

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