Java中可以有原子枚举吗？

Question

Java中可以有原子枚举吗？

javamultithreadingenumssynchronizedvolatile

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今天我看到了一个关于AtomicEnum的实用类，但我想知道为什么Java标准库中没有包含原子枚举。事实上，我非常怀疑它是否真正是原子性的，以及这个实用类是否有效。

AtomicEnum类是这里。

我该如何检查它是否可以原子操作？
是否有工具可以查看编译后的代码，并确信它只执行了一条机器指令？
是否可能从代码中发现它是否原子化？
因此，如果这个原子枚举有效，我可以拥有一个属性AtomicEnum，并且可以在不使用volatile关键字和同步getter和setter的情况下安全地使用它吗？

- Johnny

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请尝试寻找文件的镜像，因为链接已失效。 - vbence

不确定这是否为原始文件，但我找到了这个链接：https://github.com/stratosphere/stratosphere/blob/master/stratosphere-runtime/src/main/java/eu/stratosphere/nephele/util/AtomicEnum.java - Amit Goldstein

4个回答

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这个AtomicEnum只是一个轻量级的包装器，封装了一个AtomicReference。这是有道理的，因为enum值本质上就是一个对象（引用）。

所以，如果AtomicReference正常工作（我认为我们可以假设它会），AtomicEnum也将正常工作。

- Joachim Sauer

既然枚举类型具有唯一的整数标识符（“序数”），那么使用AtomicInteger会更好一些，不是吗？ - android developer

2

@androiddeveloper：你可以这样做，但我真的看不出有什么优势。存储序数值不安全（可能会存储超出范围的值），需要更多的工作来存储/恢复（映射到/从实际枚举类型），并且在大多数平台上占用的存储空间是相同的（对于32位平台肯定如此，通常即使在64位平台上也是如此）。 - Joachim Sauer

1

引用的访问是原子性的，但对象的访问不是。因此，对引用值的更改将正确地在所有线程中传播，但对实际枚举对象的更改可能不会。
示例...

enum Weekdays {
    public int rank = 0;
    MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY, THURSDAY, FRIDAY;
}

案例1:

AtomicEnum<Weekdays> today = Weekdays.TUESDAY;

每个共享'today'的线程都将有一个对Weekdays.TUESDAY的引用。

情况2:

today.rank = 3;

不能保证每个线程都有更新后的排名。（排名不是易失性的。每个人在缓存中维护着对象的单独副本。）

因此，引用访问是原子的，但对象访问不是。
注意：
1）原子访问并不意味着在一条机器指令中执行。但从逻辑上可以这样想。虽然它是不可分割的，但它可以包含多条指令。
2）即使存在这样的工具，测试它也会非常困难，因为更新过程几乎是不可预测的。因此，可能会出现误报结果。

希望这可以帮助你。

- Tanmay Patil

你提出了一个很好的观点，我之前不知道“原子访问并不意味着在一条机器指令中执行”。谢谢！ - Johnny

如果您有AtomicEnum（或任何AtomicReference），访问实际对象的唯一方法是通过volatile字段或某些更重的同步，因此情况2也不是问题。即“实际枚举对象的更改可能不会”是错误的。但这混淆了原子操作之间的差异（通过定义，对int的写入是原子的）和可见性保证。您可以拥有不提供任何可见性保证的原子操作，尽管这很少见。 - Voo

你说得没错，但如果你没有使用volatile字段或者一些更重的同步（就像在给定的情况下），“实际枚举对象的更改可能不可见”。我只是试图保持用例简单，避免复杂的罕见情况。 - Tanmay Patil

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如果你只是直接使用枚举，或者你指的是AtomicReference<SomeEnum>版本，那么这就很令人困惑了。在第一种情况下，你是正确的，但在第二种情况下，你可以确保获得必要的可见性保证。对我来说，它读起来好像你在第二种情况下也在谈论AtomicReference（或者更准确地说是AtomicEnum），你可能只需要重新表达一下。 - Voo

它在这两种情况下都是AtomicEnum。所以第一种情况没问题，对吧？在第二种情况中，没有对引用本身进行更改，它所指向的对象正在被更改。因此，没有可见性保证。如果两个核的L1缓存中有两份对象副本，则无法确保它们将全局更新。 - Tanmay Patil

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我认为写这样的类没有任何意义。事实上，如果您正在编写此类，您需要重新考虑类的责任。 ENUM绝对是线程安全的，所以我不确定为什么有人需要AtominEnum，或者它只是某个类是原子性的并且还使用了一些枚举，但是将其命名为AtomicEnum非常令人困惑，不利于设计或命名约定。

- Mak

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可以查看英文原文，
原文链接

- Gray · Accepted Answer

今天我看到了这个 AtomicEnum 的实用类，但我不知道为什么它不包含在Java标准库中，如果有一个原子性的枚举，它是否可能存在？

你提供的 AtomicEnum 类只是对 AtomicReference 类做了一层封装，它可以给任何 Object 提供并发访问。

如果你需要多个线程同时获取和设置枚举值，那么一个 volatile enumField 就足够了。使用 volatile 关键字可以确保一个线程所做的更新操作能被其他线程看到。

如果你需要执行类似 compareAndSet(...) 的原子操作 - 即测试字段是否具有特定值，如果是则进行更新，那么你需要使用 AtomicReference。你可以使用如下代码来实现：

private final AtomicReference<MyEnum> atomicColor = new AtomicReference<>();
...
atomicColor.set(ColorEnum.RED);
...
if (atomicColor.compareAndSet(ColorEnum.RED, ColorEnum.GREEN)) {
   ...
}
...
ColorEnum color = atomicColor.get();

我该如何检查它是否原子地执行操作？

AtomicReference 是 java.util.concurrent 类库的一部分，已经经过了充分的测试。

有没有工具可以查看编译后的代码，确保它只是一条机器指令？

这并不是必要的。如果您想知道它在做什么，可以查看 AtomicReference 的源代码。不幸的是，真正的魔力在于 sun.misc.Unsafe 的本地代码中。

能否从代码中发现它？

这并不是必要的。

如果此原子枚举（Atomic enum）起作用，那么我可以有一个 AtomicEnum 属性，并且可以在没有 volatile 关键字和同步 getter 和 setter 的情况下安全使用它吗？

是的，AtomicReference 包装了一个 volatile V value，因此您不必这样做。