修复Unsafe CAS的代码仍存在的问题

[paigeman]

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问题

按照当前版本的文章，代码应该是：

import sun.misc.Unsafe;
import java.lang.reflect.Field;

public class CasTest {
    // 1. 共享变量，必须用 volatile 保证可见性
    private volatile int a = 0;

    private static Unsafe unsafe;
    private static long fieldOffset;

    // 2. 在静态块中通过反射初始化 Unsafe 并获取变量 a 的内存偏移量
    static {
        try {
            Field theUnsafeField = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");
            theUnsafeField.setAccessible(true);
            unsafe = (Unsafe) theUnsafeField.get(null);

            // 获取 CasTest 类中名为 "a" 的属性在内存中的偏移地址
            fieldOffset = unsafe.objectFieldOffset(CasTest.class.getDeclaredField("a"));
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        CasTest casTest = new CasTest();

        // 线程 1：负责处理 1 到 4 的数字
        new Thread(() -> {
            for (int i = 1; i < 5; i++) {
                casTest.incrementAndPrint(i);
            }
        }).start();

        // 线程 2：负责处理 5 到 9 的数字
        new Thread(() -> {
            for (int i = 5; i < 10; i++) {
                casTest.incrementAndPrint(i);
            }
        }).start();
    }

    /**
     * 将递增和打印操作完美封装在一起的原子化方法
     * @param targetValue 线程当前循环期望达到的目标值
     */
    private void incrementAndPrint(int targetValue) {
        while (true) {
            int currentValue = a; // 每次循环强行读取当前主内存中 a 的最新值

            // 拦截机制：如果当前值已经达到或超过目标值，说明别的线程或者之前已经处理过了，直接跳过
            if (currentValue >= targetValue) {
                return;
            }

            // 核心锁控：严格限制！只有当当前值正好等于【目标值 - 1】时，才允许当前线程出手
//            if (currentValue == targetValue - 1) {
                // 此时执行硬件级原子操作 CAS：
                // 如果内存里的值确实是 targetValue - 1，就把它原子性地替换为 targetValue
                if (unsafe.compareAndSwapInt(this, fieldOffset, currentValue, targetValue)) {

                    // 【关键点】CAS 成功后，立刻在当前线程打印目标值！
                    // 因为外面有 currentValue == targetValue - 1 的严格卡扣，
                    // 保证了这一瞬间绝对没有其他线程能突破进来修改它，打印出来的数字百分之百是按顺序的。
                    System.out.print(targetValue + " ");
                    return; // 大功告成，退出当前数字的自旋
                }
//            }
            // 如果上述条件不满足（比如前置数字还没被另一个线程加到位），线程就会在这里反复自旋等待
        }
    }
}

可是运行结果仍然不是顺序的，可能的结果是：

1 5 6 7 8 9

原因

按照当前版本代码里的注释：

// 尝试 CAS 操作：如果当前值等于 targetValue - 1，则原子地设置为 targetValue

可是当前版本的代码是没进行这个操作的。