在复杂对象的情况下，AtomicReference 如何使用 CAS答案

【问题标题】：How AtomicReference use CAS in case of Complex Object在复杂对象的情况下，AtomicReference 如何使用 CAS
【发布时间】：2015-10-14 03:24:47
【问题描述】：

AtomicReference 实例使用不安全的 CAS 操作来利用处理器指令进行锁定。但我有点困惑它在复杂对象的情况下是如何工作的。

例如，假设我有一个 Person 类的实例（id、firstName、lastName）。我将对象实例共享给多个线程 t1、t2 和 t3。由于操作应该是原子的，所以我不会共享 Person 类对象实例，而是将该对象包装到 AtomicReference 实例中并与所有线程共享。

现在线程 t1 只更新 firstName，线程 t2 只更新 lastName，线程 t3 更新 firstName 和 lastName。之后每个线程都会调用 compareAndSet 方法来反映新的变化。

我还使用了 volatile 引用，以便写入可以发生在主内存中并且对所有线程可见。

我想明白：

在上述场景中，当 compareAndSet 被调用时，Person 类实例的预期值和新值之间会比较哪些内容（例如 id、firstName、lastName）？
假设线程 t1 已更新 firstName 并调用 compareAndSet。线程 t2 更新了 lastName 并且将调用 compareAndSet。在这种情况下，AtomicReference 如何保证线程 t2 不会删除线程 t1 所做的更改，即更新 firstName？
假设 2 个线程 t1 和 t2 同时调用 compareAndSet，那么谁会赢得比赛，而其他输了的线程会发生什么？

【问题讨论】：

标签： java multithreading atomicreference

【解决方案1】：

如果你共享了可变的Person 对象，AtomicReference 根本不会帮助你。您需要使Person 不可变，并在每次要应用更改时创建一个新的Person。这样，您的线程更新多少字段都没有关系。所以假设你有这样不可变的Person 类：

public class Person {
    public final int id;
    public final String firstName, lastName;

    public Person(int id, String firstName, String lastName) {
        this.id = id;
        this.firstName = firstName;
        this.lastName = lastName;
    }
}

那么您的线程可能会执行以下操作

AtomicReference<Person> ref; // shared reference

public void updateFirstName(String firstName) {
    Person curPerson, newPerson;
    do {
        curPerson = ref.get();
        newPerson = new Person(curPerson.id, firstName, curPerson.lastName);
    } while (!ref.compareAndSet(curPerson, newPerson));
}

public void updateLastName(String lastName) {
    Person curPerson, newPerson;
    do {
        curPerson = ref.get();
        newPerson = new Person(curPerson.id, curPerson.firstName, lastName);
    } while (!ref.compareAndSet(curPerson, newPerson));
}

public void updateName(String firstName, String lastName) {
    Person curPerson, newPerson;
    do {
        curPerson = ref.get();
        newPerson = new Person(curPerson.id, firstName, lastName);
    } while (!ref.compareAndSet(curPerson, newPerson));
}

调用此类方法，您将整体更新Person，并且不会有任何竞争条件。

至于你的第三个问题，并没有指定谁会赢，但是失败的线程只会再迭代一次并相应地更新另一个字段，所以你最终会更新两个字段。

【讨论】：

【解决方案2】：

AtomicReference 的全部意义在于表示

可以自动更新的对象引用。

它不会阻止您以原子方式修改引用指向的对象。

在上述场景中，当compareAndSet 被调用时，是什么情况将在 Person 类的预期值和新值之间进行比较实例（例如 id、firstName、lastName）？

这些都不是。 compareAndSet 将验证当前引用是否等于expected 引用，使用引用相等，即。 ==。来自 javadoc

如果当前的值自动设置为给定的更新值 value == 期望值。

它不知道也不关心引用的类型，因此不知道也不关心它的成员或定义它们的逻辑。

假设 2 个线程 t1 和 t2 同时调用compareAndSet 那么谁将赢得比赛，其他线程谁输了怎么办？

订单未定义。 compareAndSet 仅在当前参考等于给定的预期参考时才有效。该方法将返回

true 如果成功。 falsereturn 表示实际值为不等于预期值。

【讨论】：