4.1节关于compareAndSwapInt（）方法的形参解释是不是有问题？

Question

4.1节7分54秒左右，讲解CAS方法时

unsafe.compareAndSwapInt(var1, var2, var5, var5 + var4)

解释`var2`是原来的值，var5是底层的值，最后一个形参是更换的值。实现原理是var2与var5进行比较，如果相同则硬件把值置为var5+var4。

但我查看调用：

public final int incrementAndGet() {
    return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, 1) + 1;
}

发现`var2`是valueOffset，即AtomicInteger中值的地址偏移量，这个值是不会变的。百度查阅资料后发现，正确的流程解释应该是：

`var2`是AtomicInteger的value的相对地址值，`var5`是期望值，`var5 + var4`是置换值，与compareAndSet类似，每次循环调本地方法时，传最新的预期值，和符合修改值。由本地方法中硬件层具体实现，如果预期值和最新值相同，将AtomicInteger对象的value值改为符合修改值

Answer 1

wwpbjing 2018-11-03 20:47:01

尝试班门弄斧地解答：
我最初对于Java语言的理解是：Java无法像C/C++那样使用指针操作内存，
其实Java语言偷偷地埋了个后门：sun.misc.Unsafe(Java9开始计划废弃)，
这个类可以完成：
1、分配/重新分配/释放内存，(allocateMemory/reallocateMemory/freeMemory)
2、获得对象中某个属性/静态属性的在该对象中的偏移地址(objectFieldOffset/staticFieldOffset)，
3、使用CAS等CPU的操作原语(compareAndSwapObject/compareAndSwapInt/compareAndSwapLong)
4、存取普通变量/volatile变量(putObject/getObject/putObjectVolatile/getObjectVolatile...)
5、线程挂起/恢复(park/unpark...)
6、内存屏障(loadFence/storeFence)
7、synchronized关键字中monitor对象锁定解锁(monitorEnter/monitorExit)
...
这些方法是Java很多底层功能的实现基石
1、NIO直接内存(Direct Memory，参见java.nio.DirectByteBuffer类)
2、大部分Unsafe类中的方法都需要一个类型为long的offset参数：
 eg:

  public native Object getObject(Object obj, long offset);
  public final native boolean compareAndSwapInt(obj, offset, expect, update);

3、可用于实现基于CAS的乐观锁等操作
4、存取变量/volatile变量
5、java.util.concurrent.locks.LockSupport类中park/unpark系列方法实现的基础，LockSupport又是J.U.C实现的基础，用以实现线程挂起/恢复
6&7、还需要结合JVM才能彻底明白，底层的东西，自己也半吊子，就省略了
再多插一句：
sun.misc.Unsafe类的静态工厂方法比较有意思：

public static Unsafe getUnsafe() {
 Class var0 = Reflection.getCallerClass();
 if (!VM.isSystemDomainLoader(var0.getClassLoader())) {
  throw new SecurityException("Unsafe");
 } else {
  return theUnsafe;
 }
}

getUnsafe方法会验证类加载器，只有启动类加载器加载的类才可以调用Unsafe.getUnsafe方法，
自己写的类由于是应用(系统)类加载器加载的就会抛异常：SecurityException
此举显然是JDK开发者不希望应用开发者调用Unsafe类中的方法，毕竟这个类功能太过强大也太过底层，
使用不当是有很大风险的，当然我们可以使用Java黑魔法————反射拿到Unsafe实例
我提供两种反射思路拿到Unsafe实例：

// 获取Unsafe类中属性"theUnsafe"获取实例
try {
 Field field = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");
 field.setAccessible(true);
 Unsafe unsafe = (Unsafe) field.get(null);
 System.out.println(unsafe);
} catch (NoSuchFieldException | IllegalAccessException e) {
 e.printStackTrace();
}

// 通过私有构造器创建实例
try {
 Constructor<Unsafe> c = Unsafe.class.getDeclaredConstructor();
 c.setAccessible(true);
 Unsafe unsafe = c.newInstance();
 System.out.println(unsafe);
} catch (NoSuchMethodException | IllegalAccessException | InstantiationException | InvocationTargetException e) {
 e.printStackTrace();
}

有了Unsafe实例，我们就可以玩了：

public class CASDemo {
    private static Unsafe unsafe;
    private int count = 0;
    static {
        try {
            Field field = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");
            field.setAccessible(true);
            unsafe = (Unsafe) field.get(null);
        } catch (NoSuchFieldException | IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        CASDemo instance = new CASDemo();
        // 使用反射API获取count变量的Field
        Field countVariableField = CASDemo.class.getDeclaredField("count");
        //  使用Unsafe类中objectFieldOffset方法获取CASDemo类中count属性的偏移地址：offset
        long countVariableAddressOffset = unsafe.objectFieldOffset(countVariableField);
        System.out.println("CASDemo类中count属性内存偏移地址：" + countVariableAddressOffset);
        // 我们来玩compareAndSwapInt了
        boolean success = unsafe.compareAndSwapInt(instance, countVariableAddressOffset, 0, 1);
        System.out.println("CAS 成功：" + success);
        System.out.println("经过CAS，count值变为：" + instance.count);
    }
}

另外对于x86 CPU，CAS实际是一条名为“cmpxchg”的指令，了解即可。

最后希望这个回答你能彻底明白

Answer 2

birdskyws 2018-07-12 16:27:59

感谢 shinysirius

学习的时候，也卡在这块了，老师没说清楚。看同学的解释大概是什么意思了。把var5交给底层判断，如果var5没变，那么改为var5+var4，即修改为目的结果。

• 一颗小沙砾 #1

  我也这么理解的，是这样的么？

Answer 3

Jimin 2018-04-02 14:26:49

我看了一下视频，把传入的变量当时看错了，因此把var2的值说错了。

借这个问题，再总结一下：

compareAndSwapInt（var1, var2, var5, var5 + var4）换成 compareAndSwapInt（obj, offset, expect, update）能清楚一些，如果obj内的value和expect相等，就证明没有其他线程改变过这个变量，那么就更新它为update，如果这一步CAS没有成功，那就采用自旋的方式继续进行CAS操作。这块是一个CPU指令完成的，依旧是原子操作。

• birdskyws #1

  这个还是没有解释清楚！！！！

• birdskyws #2

  offset是什么含义，value，expect怎么计算的？如果上课讲不清楚，还要自己摸搜索很长时间，请慕课网认真负责。听课的时候因为老师不讲清楚会很着急！！！！

• xring 回复 birdskyws #3

  以 AtomicInteger 为例，查看类定义文件，里面有两行定义：
  private static final long valueOffset;
  private volatile int value;
  
  valueOffset 为对象内的偏移量，是一个 final 的值（其实就是一个字段到对象头部的偏移量，通过这个偏移量可以快速定位字段）
  
  而 value 是指这个 AtomicInteger 类实例当前的值
  
  expect 是指 value + delta，即原来值加上变更值，如原来值是3 然后执行 getAndIncrement，这里 delta 就是1，如果调用方法 getAndAdd(int delta)，则 delta 是传入的参数。

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Answer 4

Jimin 2018-04-01 19:03:24

你好，你说的这个没问题，我现在不方便看视频，等我确认一下

Answer 5

提问者 shinysirius 2018-04-01 19:00:23

这个地方今天看的时候困惑了半天