AtomicReference 是 Java 并发工具包 java.util.concurrent.atomic 中提供的一个类，用于实现一个可以原子读写的对象引用变量。

属性

`VALUE`

java

private static final VarHandle VALUE;

这是一个 VarHandle 类型的静态变量，它是 AtomicReference 实现原子操作的关键。VarHandle 提供了直接操作变量的途径，包括原子性操作。

VALUE使用静态代码块进行初始化。

java

static {
    try {
        MethodHandles.Lookup l = MethodHandles.lookup();
        VALUE = l.findVarHandle(AtomicReference.class, "value", Object.class);
    } catch (ReflectiveOperationException e) {
        throw new ExceptionInInitializerError(e);
    }
}

MethodHandles.Lookup 是一个用于查找和操作 MethodHandle 的工具。MethodHandle 是一个强类型的、可变的方法指针，它可以用于在运行时直接调用方法。Lookup 类似于反射中的 Class 对象，但它提供了更细粒度的控制，尤其是在安全性和性能方面。

这行代码使用 Lookup 实例来查找并创建一个 VarHandle 对象，该对象与 AtomicReference 类中的 value 字段关联。findVarHandle 方法接受三个参数：包含目标字段的类（AtomicReference.class），字段的名称（"value"），以及字段的类型（Object.class）。这个 VarHandle 对象随后被赋值给静态变量 VALUE。

`value`

java

@SuppressWarnings("serial") // Conditionally serializable
private volatile V value;

这是一个 volatile 类型的变量，它持有 AtomicReference 的当前值。volatile 关键字确保了 value 的读写操作对所有线程立即可见，并且每次访问 value 都会直接从主内存中进行，而不是从线程的本地缓存中读取。这是实现原子性和内存可见性的重要部分。

构造函数

AtomicReference(V initialValue): 创建一个具有指定初始值的 AtomicReference。
AtomicReference(): 创建一个初始值为 null 的 AtomicReference。

主要方法

`get`和`set`

查看代码

java

/**
 * Returns the current value,
 * with memory effects as specified by {@link VarHandle#getVolatile}.
 */
public final V get() {
    return value;
}

/**
 * Sets the value to {@code newValue},
 * with memory effects as specified by {@link VarHandle#setVolatile}.
 */
public final void set(V newValue) {
    value = newValue;
}

`getAndUpdate`

getAndUpdate方法以原子方式更新AtomicReference中的值。这个方法接受一个UnaryOperator函数式接口的实现，这个接口的apply方法定义了如何更新值。

getAndUpdate方法的执行流程：

获取当前值：首先，方法通过调用get()方法获取当前AtomicReference中的值，并将其存储在局部变量prev中。

查看代码

java

public final V getAndUpdate(UnaryOperator<V> updateFunction) {
    V prev = get(), next = null;
    for (boolean haveNext = false;;) {
        if (!haveNext)
            next = updateFunction.apply(prev);
        if (weakCompareAndSetVolatile(prev, next))
            return prev;
        haveNext = (prev == (prev = get()));
    }
}

尝试应用更新函数：然后，方法进入一个无限循环，首先检查布尔变量haveNext是否为false。如果是，那么调用updateFunction.apply(prev)来计算新的值next。
尝试原子更新：接下来，调用weakCompareAndSetVolatile(prev, next)方法尝试原子地更新当前值。这个方法会原子地比较AtomicReference中的当前值和prev是否相等，如果相等，则将值更新为next。
- 如果更新成功（weakCompareAndSetVolatile返回true），则方法返回原来的值prev。
- 如果更新失败（weakCompareAndSetVolatile返回false），则表示在尝试更新期间，其他线程已经修改了AtomicReference中的值。
java
```
public final boolean weakCompareAndSetVolatile(V expectedValue, V newValue) {
    return VALUE.weakCompareAndSet(this, expectedValue, newValue);
}
```
处理竞争：如果更新失败，循环会继续执行。首先，通过再次调用get()方法更新prev的值为最新的值。然后，检查prev是否等于之前的值，如果等于，说明没有其他线程修改过这个值，可以再次使用之前计算好的next值尝试更新；如果不等于，说明其他线程已经修改了这个值，需要重新计算next。
重复尝试：如果更新失败，会重复步骤2到4，直到成功更新为止。

整个过程中，getAndUpdate方法确保了原子性和可见性。原子性是通过weakCompareAndSetVolatile方法实现的，它确保了比较和设置操作的原子性。可见性是因为weakCompareAndSetVolatile使用了一种内存屏障，确保了新值对其他线程的可见性。

需要注意的是，updateFunction函数应该是无副作用的，因为它可能会在存在线程竞争的情况下被多次调用。这是因为在多线程环境中，可能会出现多个线程同时尝试更新值的情况，而getAndUpdate方法需要确保最终只有一个线程的更新能够成功。

属性 ​

VALUE ​

value ​

构造函数 ​

主要方法 ​

get和set ​

getAndUpdate ​

属性

`VALUE`

`value`

构造函数

主要方法

`get`和`set`

`getAndUpdate`