javaの同時プログラミングの1つのAtomicBoolean紹介を笑います。

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Javaのjava.util.co ncurrent.atomicというパッケージの下には多くの原子的操作のapiが提供されています。マルチスレッドで動作する原子性を保証できます。スレッドが安全でない操作は起こりません。

により、ある時間帯に作業員が一人しかいない例を実現しました。スレッドのセキュリティコードは以下の通りです。

public class BarWorker implements Runnable {
    //                    ，            
     private static boolean exists = false;    
     private String name;
     public BarWorker(String name) {
          this.name = name;    
     }    
     @Override
     public void run() {     
         if (!exists) {
             try {
                 TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
             } catch (InterruptedException e) {
                 e.printStackTrace();
             }
             exists = true;
             System.out.println(name + " enter");
                 try {    
                  System.out.println(name + " working");    
                  TimeUnit.SECONDS.sleep(2);    
                 } catch (InterruptedException e) {
                     e.printStackTrace();
                 }
                 System.out.println(name + " leave");    
                 exists = false;    
        } else {    
         System.out.println(name + " give up");    
        }    
    }
     public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
         BarWorker bar1 = new BarWorker("bar1");
         BarWorker bar2 = new BarWorker("bar2");  
         new Thread(bar1).start();
         new Thread(bar2).start();
    }
}

出力結果は以下の通りです。

bar1 enter
bar2 enter
bar1 working
bar2 working
bar2 leave
bar1 leave

結論：同時に2人の従業員が作業に入ったのを見ることができます。これはexistsが判断と更新の間に原子的な操作ではないためです。途中でスレッドを使って1秒待ちました。第2労働者が入ってから、existsがまだfalseであることを発見しました。主な問題は判断と更新の間に他の仕事が発生しました。もちろん、判断と更新の間の待ち時間を取り除ければ、基本的に上記の問題は発生しません。しかし、完全に保証できません。この場合、同期synchronizedを採用します。でも本当にそうしなければなりませんか？実はそうではないです。聡明なjava大師たちは原子的操作のAtomicBooleanツールを提供してくれました。

AtomicBoolean上記問題を解決するコード案：

import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicBoolean;

public class BarWorkerAuto implements Runnable {
    //                    ，            
     private static AtomicBoolean exists = new AtomicBoolean(false);
     private String name;
     public BarWorkerAuto(String name) {
          this.name = name;    
     }    
     @Override
     public void run() {     
         if (exists.compareAndSet(false,true)) {
             System.out.println(name + " enter");
                 try {    
                  System.out.println(name + " working");    
                  TimeUnit.SECONDS.sleep(2);    
                 } catch (InterruptedException e) {
                     e.printStackTrace();
                 }
                 System.out.println(name + " leave");
             exists.set(false);
        } else {    
         System.out.println(name + " give up");    
        }    
    }
     public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
         BarWorkerAuto bar1 = new BarWorkerAuto("bar1");
         BarWorkerAuto bar2 = new BarWorkerAuto("bar2");
         new Thread(bar1).start();
         new Thread(bar2).start();
    }
}

出力結果は以下の通りです。

bar1 enter
bar2 give up
bar1 working
bar1 leave

結論：同じ時間に一人の労働者だけが仕事に入ることが見られます。AtomicBooleanのcompreAndSetという方法は原子的な操作です。まず現在の値がexpectの値と同じかどうかを判断します。等しいなら、値をアップデートします。

public final boolean compareAndSet(boolean expect, boolean update) {
        int e = expect ? 1 : 0;
        int u = update ? 1 : 0;
        return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, e, u);
    }

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