AtomicBoolean 没有 negate() 方法吗？答案

【问题标题】：Does AtomicBoolean not have a negate() method?AtomicBoolean 没有 negate() 方法吗？
【发布时间】：2009-08-10 15:37:11
【问题描述】：

java.util.concurrent.atomic.AtomicBoolean 没有可以原子地否定/反转值的方法吗？我可以用另一种方式吗？我错过了什么吗？

【问题讨论】：

我不明白 boolean b = ab.get(); 有什么问题； ab.compareAndSet(b, !b);你一定会翻转你得到的东西。总是想翻转一个布尔值而不考虑它的当前值真的很常见吗？
@Yishai：你肯定会翻转你得到的东西，但假设你有ab=true，并且有 2 个切换器有竞争条件。到达那里的第一个切换位，第二个说“哦，我已经被切换了”，因此不理会它。这将留下ab=false，而如果切换操作单独发生，它将留下ab=true。那是一个错误。至于切换布尔值是否真的很常见：在硬件的情况下很常见，不确定纯软件的情况。
@Jason S，我认为您在重申我的问题是肯定的，至少在硬件方面（因此硬件模拟，如果没有别的）你会需要它。但我不知道这是否足以作为 API 的案例。
我有一个乒乓缓冲区，它可以真正使用 AtomicBoolean 中的 getAndNegate() 方法。

标签： java multithreading concurrency

【解决方案1】：

有点老......但并不觉得答案很好。

不得不完全不同意这在硬件中并不常见或仅有用。您可能希望多个线程以相同的可能性切换单个变量......我使用 AtomicLong 来制作一个假布尔值。这是从 JMS MessageListener 中采用的，我需要一半时间响应特定消息，另一半时间响应另一种类型。

public class Mock {
    private static AtomicLong count = new AtomicLong(0);

    public boolean respond() {
        long currentCount = count.getAndIncrement();

        if (currentCount % 2 == 0) {
            return true;
        } else {
            return false;
        }
    }
}

【讨论】：

【解决方案2】：

我的幼稚实现是这样的：

boolean v;
do {
  v=atomicBoolean.get();
} while(!atomicBoolean.compareAndSet(v, !v));

【讨论】：

节拍必须同步 :)
不，这不是因为切换不是原子的。 AtomicBoolean 的值可以在调用 get() 和调用 compareAndSet() 之间改变
@skaffman：在这种情况下 compareAndSet() 将失败，返回 false 并重新进入循环。如果我有任何错误，请纠正我。
这本质上类似于 AtomicInteger incrementAndGet 的工作方式。 for (;;) { int current = get(); int 下一个 = 当前 + 1； if (compareAndSet(current, next)) 返回下一个； }
为什么不在 AtomicBoolean 中实现？

【解决方案3】：

您可以使用AtomicInteger.getAndIncrement() 模拟AtomicBoolean.negate()，并将偶数视为true，将奇数视为false。数字的实际值应该被忽略，所以你不必关心整数溢出。

【讨论】：

【解决方案4】：

The CERT Oracle Secure Coding Standard for Java一书中建议的解决方案如下：

import java.util.concurrent.atomic.AtomicBoolean;

final class Flag {
    private AtomicBoolean flag = new AtomicBoolean(true);

    public void toggle() {
        boolean temp;
        do {
            temp = flag.get();
        } while(!flag.compareAndSet(temp, !temp));
    }
}

【讨论】：

【解决方案5】：

使用AtomicBoolean#compareAndSet() 方法和while 循环，您可以实现一个方法以线程安全的方式切换AtomicBoolean 的值，如下所示：

public static boolean negate(AtomicBoolean ab) {
    // get the oposite value
    boolean newVal = !ab.get();

    // try to set the new value if the current value is the oposite of the new value
    while (!ab.compareAndSet(!newVal, newVal)) {
        // if the value we try to set was already set in the mean-time
        // then toggle the new value and try again
        newVal = !newVal;
    }
    // return the value we finally could set
    return newVal;
}

【讨论】：

@jtahlborn 我认为你错了。我对 50 个并发线程进行了测试，试图在每次迭代之间随机等待 0-5 毫秒时切换 AtomicBoolean 10.000 次。所有线程完成。您愿意解释一下您认为这种方法无法完成的情况吗？我的实现与当前最高评价之间的区别在于，我的实现不会在 while 循环的每次迭代中执行无用且昂贵的 #get() 调用，而是切换本地值然后尝试设置它。
另一个解决方案使用当前值，以便它可以选择将其设置为什么。您“猜测”新值应该相反。这可能是对的，也可能是错的。 “从不完整”可能不是一个非常准确的说法。但是，您的版本“猜测”为正确的值（更快成功或虚假失败的可能性），另一个版本使用当前信息选择下一个值（另一个 get 调用但对成功的期望更高）。我想这取决于您喜欢哪种操作模式。
@jtahlborn 在 Nicola 的版本中，.get() 和 .compareAndSet() 调用不会在单个原子操作中执行，因此 .get() 的值可能在 .compareAndSet 的那一刻已经过时() 被调用，因此它成为正确值的概率与我只是切换本地值并重试的情况相同，这可以确保每次迭代都有一个易失性读取。
我不确定您如何推断它们具有相同的正确概率。两段代码都可能出错，是的。

【解决方案6】：

如果您使用的是 java 9 或更高版本，我建议：

    /**
     * Flip the AtomicBoolean.
     * Sets the boolean value to false if it is true, and to true if it is false
     * with memory effects as specified by {@link java.lang.invoke.VarHandle#setVolatile}.
     *
     * @param atomicBoolean atomicBoolean
     * @return new boolean value of AtomicBoolean
     * @see AtomicInteger#accumulateAndGet(int x, IntBinaryOperator accumulatorFunction)
     * @since 9
     */
    public static final boolean flip(AtomicBoolean atomicBoolean) {
        boolean prev = atomicBoolean.get(), next = false;
        for (boolean haveNext = false; ; ) {
            if (!haveNext) {
                next = !prev;
            }
            if (atomicBoolean.weakCompareAndSetVolatile(prev, next)) {
                return next;
            }
            haveNext = (prev == (prev = atomicBoolean.get()));
        }
    }

或者如果你想直接得到它...

https://github.com/XenoAmess/commonx/blob/master/src/main/java/com/xenoamess/commonx/java/util/concurrent/atomic/AtomicBooleanUtilsx.java

【讨论】：