Atomic (原子) 通常是指一個指令不會被打斷, 例如一道組合語言的指令, 在沒有執行完之前, 就是 ISR (interrupt service routine) 也無法干擾其結果. 同樣的概念如果放到 function 上, 就很難說這個 function 從來都沒有打斷過了. 我們頂多說這個 function 的結果是如預期的.
怎麼樣保證如預期呢？在 Android 當中的 atomic.c 採用暴力的方法進行, 例如要做一個 write.
void android_atomic_write(int32_t value, volatile int32_t* addr) 顧名思義想把 value 寫到這個 addr, 而它裡面的內容就是:
{
int32_t oldValue;
do {
oldValue = *addr;
} while (android_atomic_cmpxchg(oldValue, value, addr);
只要 OldValue 沒有 value, 這個 loop 就不善罷干休. 所以一定可以寫成功. 只要成功了, 就準備離開. 大家可以發現, 如果此時別的 thread 也來寫同樣的位置, 那就出事了.
為了避免後者的狀況發生, 我們最好不允許這個在有效期間之內又被改掉. 解決之道是 lock 此一變數, 直到 unlock 之前, 都不讓別人改寫. 不過 Android 的 atomic 是 lock-free 的, 所以不需要用 lock. 相對地, 它讓其他的 thread 不會影響到當前的 thread, 也就是確保 thread safe.
怎麼做到 lock free, thread safe 呢, 簡單地說就是避免使用全域變數 (global variable), 只用區域變數 (local variable 或 auto variable). 此時每個 thread 都只針對自己的記憶體空間操作, 就不會影響到別人了.
此外, 我們可以指定哪些變數必須是 automic 的, 例如宣告成：AtomicBoolean, AutomicInteger, AutomicLong, AutomicIntegerFieldUpdate<T> …等等就有保護作用. 這些描述在 java.util.concurrent,automic.
當然, Android 還是有 lock, class 是 java.util.concurrent.locks.
[ref]
1. Android SDK
2. Lock-free atomic operations in Android
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