Java中的 AtomicReference weakCompareAndSetRelease() 方法

前言

在多线程编程中，由于多个线程可能同时对同一个变量进行操作，所以必须保证原子性和可见性。Java提供了一系列原子类来满足这些需求，其中就包括了 AtomicReference 类。

AtomicReference 类提供了一种线程安全的对象引用类型，可以保证对象引用的原子性和可见性。其中有一个 weakCompareAndSetRelease() 方法，它在 Java 9 中才被引入，主要用于实现 Java内存模型的非平凡(非显式) 内存屏障。

方法介绍

1. 方法签名

方法签名如下：

public final <V> boolean weakCompareAndSetRelease(V expectedValue, V newValue)

2. 方法解释

此方法采用了弱 CAS 操作，其主要作用是原子性地将 AtomicReference 的当前值与期望的值进行比较，如果相等则设置新的值。这个操作是非阻塞的，在比较的过程中即使值被更改，也会继续执行。这是一个基本的无锁算法，可以提高代码的并发性能。

此方法还包含了一个 release 屏障，当当前线程完成该操作并成功修改了值时，该屏障将确保在修改操作之前的所有写操作都已经提交到内存中，保证了相关的可见性。

如果此方法返回 true，则说明 AtomicReference 的值已成功更改为新值；否则返回 false，说明 AtomicReference 的值没有更改。

3. 参数说明

传入参数 expectedValue 表示进行比较的期望值，如果该值与 AtomicReference 的当前值相等，则将当前值替换为 newValue。

传入参数newValue 表示要设置的新值，如果输入为 null，则此操作相当于对 AtomicReference 的原子性操作删除一个元素。

4. 返回值说明

如果此方法返回 true，则说明 AtomicReference 的值已成功更改为新值；否则返回 false，说明 AtomicReference 的值没有更改。

示例代码

import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference;

public class AtomicReferenceDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建 AtomicReference 对象
        AtomicReference<String> atomicReference = new AtomicReference<>("initialValue");

        // 输出 AtomicReference 的当前值
        System.out.println("AtomicReference's Current Value: " + atomicReference.get());

        // 调用 weakCompareAndSetRelease() 方法进行原子性操作
        String expectedValue = "initialValue";
        String newValue = "Java AtomicReference";
        boolean isSuccess = atomicReference.weakCompareAndSetRelease(expectedValue, newValue);

        // 输出操作结果
        System.out.println("AtomicReference Action Result: " + isSuccess);

        // 输出 AtomicReference 更改后的值
        System.out.println("AtomicReference's New Value: " + atomicReference.get());
    }
}

以上示例中，首先创建了一个 AtomicReference 对象并对其进行初始化。然后输出了 AtomicReference 的当前值。接着调用了 weakCompareAndSetRelease() 方法进行原子性操作，传入期望值 initialString 和新值 Java AtomicReference。最后输出了操作结果和 AtomicReference 更改后的值。

注意：此示例中只有一个线程，因此加锁的存在并不重要。在并发环境下，为确保线程安全，应确保操作是在加锁的情况下执行的。