奇技淫巧——不加锁的并发从/入栈操作

在多线程的情况下,如果有入栈操作,如何保证线程安全呢?可能我们会想到加锁,用一个synchronized来保证线程安全,但是这种方式效率低下,所以我们隆重介绍一种方式在不加锁的情况下进行入栈操作:

public class _DirectoryTest {
    private volatile NodeWaiter waiters;

    static final class NodeWaiter{
        volatile int value;
        volatile NodeWaiter next;
    }

    public void push(){
        boolean queued =false;
        NodeWaiter q =null;
        for(;;){
            if(q ==null){
                q =new NodeWaiter();
            }else if(!queued){
                /*
                使用Unsafe的方法,原子的修改链表的头节点,如果修改成功说明已经入栈,否则重新再来。
                */
                queued =UNSAFE.compareAndSwapObject(this,waitersOffset, q.next =waiters, q);
            else if(queued){
                break;
            }
        }
    }
}

其中这个UNSAFE是这样来的:

private static final sun.misc.Unsafe UNSAFE;
private static final long waitersOffset;
static{
    try {
        Constructor con = Unsafe.class.getDeclaredConstructor();
        con.setAccessible(true);
        UNSAFE = con.newInstance(null);
        Class k = _DirectoryTest.class;
        waitersOffset =UNSAFE.objectFieldOffset(k.getDeclaredField("waiters"));
    }catch (Exception e) {
        throw new Error(e);
    }
}

用到了Unsafe,所以能够较好的保证并发安全性和效率。除此之外,我们还提供一个出栈的操作,同样不加锁:

  public NodeWaiter pop(){
        if(waiters != null){
            for(;;){
                NodeWaiter q=waiters;
                if(q == null){
                    return null;
                }
                NodeWaiter s = q.next;
                if(UNSAFE.compareAndSwapObject(this,waitersOffset,q,s)){
                    q.next=null;
                    return q;
                }
            }
        }
        return null;
    }
  public void push(){
        boolean queued = false;
        NodeWaiter q = null;

        for(;;){
            if(q == null){
                q = new NodeWaiter(1);
            }else if(!queued){
                queued = UNSAFE.compareAndSwapObject(this, waitersOffset, q.next = waiters, q);
            }else if(queued){
                break;
            }
        }
    }

我们还提供一个特别棒的方法,用来在链表里remove掉指定的节点,也是不加锁且线程安全的:

    public void remove(NodeWaiter node){
        if(node.linked != false){
            node.linked = false;
            retry:
            for(;;){
                for(NodeWaiter pred = null, q=waiters,s; q!=null; q=s){
                    s = q.next;
                    if(q.linked != false){pred = q;} //不是这个节点,就往下走
                    else if(pred != null){//是这个节点,而且不是头节点
                        pred.next = s;//直接把q的引用拿走了,等待gc去回收q
                        /*
                        精髓所在,在并发的时候检测的冲突,如果遇到前驱阶段被删除掉,就重新再remove一遍,for(;;)就是干这个用的。
                        当然,如果是后续节点被并发的删除掉,那就相当于那个线程的前驱节点被删除了,那就让那个线程去处理吧
                        */
                        if(pred.linked == false){continue retry;}
                    }
                    else if(!UNSAFE.compareAndSwapObject(this,waitersOffset,q,s)){continue retry;}//如果是头节点要删除,就用UNSAFE做,如果失败了,就从链表头再来
                }
                break;
            }
        }
    }
最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 217,542评论 6 504
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 92,822评论 3 394
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 163,912评论 0 354
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 58,449评论 1 293
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 67,500评论 6 392
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 51,370评论 1 302
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 40,193评论 3 418
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 39,074评论 0 276
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 45,505评论 1 314
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,722评论 3 335
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,841评论 1 348
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,569评论 5 345
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 41,168评论 3 328
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,783评论 0 22
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,918评论 1 269
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 47,962评论 2 370
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,781评论 2 354

推荐阅读更多精彩内容

  • 从三月份找实习到现在,面了一些公司,挂了不少,但最终还是拿到小米、百度、阿里、京东、新浪、CVTE、乐视家的研发岗...
    时芥蓝阅读 42,246评论 11 349
  • Java8张图 11、字符串不变性 12、equals()方法、hashCode()方法的区别 13、...
    Miley_MOJIE阅读 3,704评论 0 11
  • 一个简单的单例示例 单例模式可能是大家经常接触和使用的一个设计模式,你可能会这么写 publicclassUnsa...
    Martin说阅读 2,224评论 0 6
  • 空盒子(六行诗100首) 文/无哲 3.风吹叶落 风吹叶落 仍可以听到传声的风语 鸟迹少见 只因树上枝瘦 别了,今...
    山西无哲阅读 892评论 2 2
  • 元月13号是周有光先生的111岁生日。在此之前,周见到了105岁的杨绛先生,两人互道:“久闻大名”。我想这次会面将...
    亚理思多得阅读 234评论 0 0