提问人：user2606235 提问时间：1/22/2023 最后编辑：Mark Rotteveeluser2606235 更新时间：1/23/2023 访问量：91
不安全库如何帮助原子变量实现线程安全？
How does Unsafe library help atomic variables to achieve thread safety?
问：
我一直在阅读有关比较和交换 （CAS） 如何在后台工作的网络文章。由于 AtomicInteger、AtomicLong 和其他原子变量都使用了 JNI 的“不安全”库的 compareAndSet（） 方法，但是当你进入实际实现时，你会得到一个空白的、类似抽象的方法，它没有告诉你 compareAndSet（） 实际上是线程安全的。
@HotSpotIntrinsicCandidate
public final native boolean compareAndSetLong(Object o, long offset,
long expected,
long x);
有没有人想过 JNI 的 Unsafe 库如何保证原子变量的线程安全？
答：
2赞
Gilles D.
1/23/2023
#1
请注意，JNI 和 Unsafe 是无关的：Unsafe 不是 JNI 的一部分，正如已经指出的那样，尽管有原生方法，但 Unsafe 不是在 JNI 中实现的。
它在 VM 中直接链接到一些通用的 Atomic：：cmpxchg，然后你必须通过一些模板层跟踪这些模板，以找到适当的实现，具体取决于你的平台（这里是 linux-amd64）。
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Botje
1/23/2023
#2
实现相当简单。 它由两部分组成：一个是 JNI 方法，它使指令作为字节码解释计算的一部分可用，另一个是内部函数，使指令在 JIT 编译器生成本机代码时可用。
JNI 方法
unsafe.cpp 将实现显示为 JNI 方法：
UNSAFE_ENTRY(jboolean, Unsafe_CompareAndSetLong(JNIEnv *env, jobject unsafe, jobject obj, jlong offset, jlong e, jlong x)) {
oop p = JNIHandles::resolve(obj);
volatile jlong* addr = (volatile jlong*)index_oop_from_field_offset_long(p, offset);
return Atomic::cmpxchg(addr, e, x) == e;
} UNSAFE_END
Atomic：：cmpxchg 调度到执行 CAS 的各种策略，您可以在特定于 OS+CPU 的文件中找到根据汇编指令的实际实现：
template<>
template<typename T>
inline T Atomic::PlatformCmpxchg<4>::operator()(T volatile* dest,
T compare_value,
T exchange_value,
atomic_memory_order /* order */) const {
STATIC_ASSERT(4 == sizeof(T));
__asm__ volatile ("lock cmpxchgl %1,(%3)"
: "=a" (exchange_value)
: "r" (exchange_value), "a" (compare_value), "r" (dest)
: "cc", "memory");
return exchange_value;
}
还有 1 字节和 8 字节 CAS 的实现，但唯一的区别分别是 和 。cmpxchgbcmpxchgq
JVM 内部函数
正如在对您的问题的评论中所说，该方法还标记了 。（在最近的 JVM 中）。
JVM 按类和方法名称保留所有内部候选项的列表。类文件解析器将方法与声明的内部函数相关联。从那里，JIT 编译器可以检测对具有内部函数的方法的调用，并将它们替换为该指令的内联版本或程序集片段。@HotspotIntrinsicCandidate@IntrinsicCandidate
评论
native@HotSpotIntrinsicCandidate