1.C++ atomic详解
2.Volatile的原源码实现原理(看这篇就够了)
3.java并发原子类AtomicBoolean解析
4.正点原子lwIP学习笔记——网络数据包管理
5.正点原子是干嘛的
6.为什么会有 AtomicReference ？

C++ atomic详解

       C++中的原子操作是为了确保在多核环境下，对共享数据的原源码读写操作不会出现竞态条件，保证数据的原源码一致性。理解原子操作的原源码底层实现至关重要，但网上资源往往缺乏详细讲解编译器如何实现的原源码细节。本文旨在填补这一空白，原源码抢画源码深入解析原子操作的原源码技术和实现方法，主要参考了《深入理解 linux内核》和gcc源码。原源码

       原子操作通常依赖于某些具有读-修改-写性质的原源码汇编指令，如x平台上的原源码xadd。这些指令确保操作以单个指令执行，原源码避免其他CPU的原源码干扰，从而创建了原子操作。原源码然而，原源码即使有了原子指令，原源码创建临界区和优化内存访问仍需额外的内存屏障和优化屏障机制。

       gcc编译器内部实现了多种原子操作，例如__atomic_load_n和__atomic_fetch_op_N，这些操作在libatomic库中提供了一致的接口。在libatomic_i.h中定义了宏，如__atomic_load，根据需要链接到相应的c文件，如load_n文件。底层实现可能有多种，如基于内存屏障的__atomic_load提供了不同实现。

       在优化和内存屏障方面，编译器可能会重新排列指令以提高执行效率，但处理同步时必须保持指令的执行顺序，避免指令重排序导致的问题。内存屏障原语确保操作的arttemplate项目源码顺序性，而优化屏障则防止编译器混淆操作前后的内容。

       总的来说，理解和掌握C++的原子操作及其底层实现，对于编写并发程序至关重要，尤其是在处理多核环境下的数据同步和一致性保障。

Volatile的实现原理(看这篇就够了)

       探讨并发编程的核心要素——原子性、可见性与有序性，Volatile作为关键角色，在多线程环境中确保了可见性与有序性，成为轻量级同步机制的代表。本文旨在全面剖析Volatile的实现原理，通过理论与实践相结合的方式，帮助读者深入理解并熟练掌握Volatile变量的正确运用。

       Volatile关键字与Java内存模型

       在深入探讨Volatile前，首先回顾Java内存模型的三要素——原子性、可见性与有序性，这是并发编程的基石。

       1. 原子性

       原子性指的是不可分割的操作，确保操作要么全成功要么全失败。例如，简单的读取与赋值操作是原子的，而复杂的操作如自增、加法等则不是。

       2. 可见性

       当一个线程修改共享变量时，其他线程能够立即访问到修改后的值。

       3. 有序性

       编译器与处理器为优化性能可能改变指令顺序，但这种重排序不影响单线程执行，却可能干扰多线程执行的正确性。

       Volatile的验证图源码作用与限制

       Volatile作为类型修饰符，为共享变量赋予了两层语义：确保多线程下的可见性与禁止指令重排序。然而，它只能保证单次读写操作的原子性，对于复杂操作如自增等不适用。

       Java内存模型详解

       Java内存模型（JMM）提供了一组规则，定义了变量在主内存与工作内存中的访问方式，以实现跨平台的一致性。

       1. 变量存储在主内存

       每个线程拥有自己的工作内存，用于存储变量的副本，线程间变量传递需通过主内存同步。

       2. 独立的工作内存

       每个线程独立，其工作内存中变量的副本仅线程可见，不与其他线程共享。

       Volatile的实现原理

       Volatile通过特定的内存模型操作确保可见性与有序性，其原理基于Java内存模型的规则，通过lock、unlock、read、load等操作实现。

       1. lock

       锁定共享变量，确保线程独占。

       2. unlock

       解除锁定，其他线程有机会访问。

       3. read

       从主内存读取变量值。

       4. load

       将读取值存储到工作内存。

       5. use

       将值传递给代码执行引擎。

       6. assign

       将处理结果回写到工作内存。

       7. store

       将工作内存更新同步至主内存。

       8. write

       最终写入共享变量。android简历源码

       指令规则

       Volatile通过上述操作确保多线程环境中的可见性与有序性，实现内存模型的规则。

       源码案例

       本文介绍了Volatile的实现原理，包括理论知识与源码实例，帮助读者理解其在并发编程中的应用。欲了解更多内容，欢迎访问作者主页获取视频详解与技术连载。

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java并发原子类AtomicBoolean解析

       本文针对Java并发包下的原子类AtomicBoolean进行深入解析。在多线程环境中，传统的布尔变量`boolean`并非线程安全，容易导致数据竞争问题。为解决这一问题，引入了AtomicBoolean类，该类提供了一种线程安全的布尔值封装。

       使用`AtomicBoolean`的主要原因在于其提供的原子操作保证了多线程环境下的线程安全。在`AtomicBoolean`内部实现中，主要依赖于`compareAndSet`方法和CAS（Compare and Swap）机制。通过CAS操作，`AtomicBoolean`能够在多线程环境下实现原子的更新操作，有效避免了数据竞争和并发问题。

       在`AtomicBoolean`的源码中，`compareAndSet`方法使用了`Unsafe`类的`compareAndSwapInt`方法进行底层操作。CAS机制的核心思想是：在不进行锁操作的情况下，检查指定内存位置的预期值是否与当前值相等，若相等，则更新该位置的值为预期值；若不相等，则操作失败，返回原值。

       为了理解这一机制，汤姆科技 源码我们可以通过一个简单例子进行说明。假设我们希望在多线程环境下实现一个“先来后到”的规则，例如：一个人完成起床、上班和下班三件事后，另一个人才能开始。在单线程下，这一逻辑自然无问题，但在多线程环境下，`AtomicBoolean`可以确保这一顺序得到实现。

       在实际应用中，`AtomicBoolean`类提供了丰富的原子操作方法，包括但不限于`compareAndSet`、`getAndSet`、`compareAndExchange`等。这些方法允许开发人员在多线程环境下安全地执行原子操作，简化了多线程编程的复杂性。

       总结而言，`AtomicBoolean`是一个在Java并发编程中非常实用的工具类，它通过原子操作保证了多线程环境下的线程安全。对于开发者而言，掌握`AtomicBoolean`的使用方法和原理，可以有效避免数据竞争问题，提升程序的并发性能和稳定性。

正点原子lwIP学习笔记——网络数据包管理

       TCP/IP作为一种数据通信机制，其协议栈的实现本质上是对数据包的处理。为了实现高效率的处理，lwIP数据包管理提供了一种高效的机制。协议栈各层能够灵活处理数据包，同时减少数据在各层间传递时的时间和空间开销，这是提高协议栈工作效率的关键。在lwIP中，这种机制被称为pbuf。

       用户的数据经过申请pbuf，拷贝到pbuf结构的内存堆中。在应用层，数据的前面加上应用层首部，在传输层加上传输层首部，最后在网络层加上网络层首部。

       pbuf用于lwIP各层间数据传递，避免各层拷贝数据！

       lwIP与标准TCP/IP协议栈的区别在于，lwIP是一种模糊分层的TCP/IP协议，大大提高了数据传输效率！

       这是定义在pbuf.h中的关键结构体pbuf。通过指针next构建出了一个数据包的单向链表；payload指向的是现在这个结构体所存储的数据区域；tot_len是所有的数据长度，包括当前pbuf和后续所有pbuf；而len就是指当前pbuf的长度；type_internal有四种类型；ref代表当前pbuf被引用的次数。

       右边展示的pbuf_layer就是用来首部地址偏移，用来对应相应的结构体。

       PBUF_RAM采用内存堆，长度不定，一般用在传输数据；PBUF_POOL采用内存池，固定大小的内存块，所以分配速度快（一般字节，就是分配3个PBUF_POOL的内存池），一般用在中断服务中；PBUF_ROM和PBUF_REF都是内存池形式，而且只有pbuf没有数据区域，数据都是直接指向了内存区（PBUF_ROM指向ROM中，PBUF_REF指向RAM中）。

       左边第一幅对应PBUF_RAM；中间两幅对应PBUF_POOL；最后一幅对应PBUF_ROM和PBUF_REF。

       其中PBUF_RAM和PBUF_POOL相对更为常用。

       更多的函数，都可以在pbuf.c和.h中找到。pbuf_alloc()如果是PBUF_REF或者是PBUF_ROM，就会如上图所示，创建一个结构体指针p，然后会进入pbuf_alloc_reference；该函数中，会申请一个pbuf结构体大小的内存；然后调用pbuf_init_alloced_pbuf进行初始化，初始化可以如上图所示。

       如果是PBUF_POOL，会定义q和last两个pbuf结构体指针，q和last都初始化为NULL，rem_len（剩余长度）初始化为（用户指定需要构建的长度）；然后q会经过内存申请，qlen则是去rem_len和当前可申请的数据大小（PBUF_POOL_BUFSIZE_ALIGNED - LWIP_MEM_ALIGN_SIZE(offset)）取小值，然后同样经过pbuf_init_alloced_pbuf初始化q中的pbuf结构体；然后会把offset清零，就是说之后的pbuf都没有offset了，只有第一个链表的元素有offset；经过if判断并判断rem_len的大小，只要还有剩余就会回去循环继续执行上述操作，直到完成3个内存块的初始化。

       首先会计算payload_len和alloc_len，如果是传输数据，那么LWIP_MEM_ALIGN_SIZE(offset)就是，计算得到payload_len=，alloc_len=；然后进入判断payload和alloc的长度是否

       进入判断p是否为空，不为空证明还没有释放；进入while语句，每一次都--ref（引用次数）；然后类似链表删除，调用相应的pbuf类型的内存释放（内存堆或者内存池），直到p全部被释放。源码如下：

       这个就要看你使用的是什么类型，然后会根据类型来决定payload_len的大小，进行相应的payload指针指向数据区前的首部字段。

       这一章主要讲述了lwIP中重要的pbuf缓冲，具体有哪些数据构成，为之后的学习奠定基础，确定了pbuf除了所需传输的数据，还有哪些变量需要添加，如何申请对应的pbuf内存大小，以及对应的内存堆和内存池。

正点原子是干嘛的

       正点原子专注于嵌入式开发平台、智能开发工具、IoT物联网、仪器仪表以及企业服务的软硬件研发和销售。自年成立以来，这家公司已成为国内知名的嵌入式开发平台供应商，其产品不仅远销至东南亚、欧美等地，还被众多国内高校实验室和培训机构选为实验教学平台，为超过万名电子工程师提供服务。

       作为嵌入式开发平台行业的领先者，正点原子推出的STM、Linux和FPGA等产品深受用户喜爱。公司拥有多项专利和著作权，并出版了包括《原子教你玩STM》、《例说STM》和《FreeRTOS源码详解与应用开发》在内的余本专业书籍。正点原子与北航出版社及意法半导体（STMicroelectronics）保持长期合作关系，意法半导体的曹锦东先生（ST中国区高级市场部经理）和彭祖年先生（ST华南区市场部经理）等业界专家曾莅临公司交流指导。

       年，正点原子被评为国家高新技术企业，年荣获广州科技创新小巨人企业称号，标志着公司在技术创新和发展方面的成就。

为什么会有 AtomicReference ？

       原子性工具类AtomicReference是Java.util.concurrent.atomic包下的一个类，它能够确保在修改对象引用时的线程安全性。例如在处理账户问题时，多个线程可能同时向同一个账户存入款项，使用AtomicReference可以避免这种情况导致的数据不一致问题。

       在使用AtomicReference时，我们需要了解它的基本使用方法。首先声明一个全局变量BankCard，并使用volatile关键字对其进行修饰，以确保在对其引用进行变化后对其他线程可见。然后，我们可以通过AtomicReference来封装BankCard的引用，使用get()方法获得原子性的引用，接着使用CAS（Compare and Swap）乐观锁进行非阻塞更新。这样可以确保在修改引用时的线程安全性。

       AtomicReference源码解析中，我们发现它主要依赖于sun.misc.Unsafe类的native方法来保证操作的原子性。Unsafe的objectFieldOffset方法可以获取成员属性在内存中的地址相对于对象内存地址的偏移量，这个偏移量就是valueOffset，方便后续通过内存地址直接进行操作。value是AtomicReference的实际值，由于使用了volatile，这个值实际上就是内存值。

       AtomicReference与AtomicInteger非常相似，它们内部都使用了Unsafe、value、valueOffset等属性。get()和set()方法分别可以原子性地读取和设置AtomicReference中的数据。lazySet方法则在没有内存屏障的情况下读写变量，以减少开销。getAndSet方法则调用unsafe中的getAndSetObject方法，涉及getObjectVolatile和compareAndSwapObject方法，它们在do...while循环中，每次获取最新对象引用的值，如果使用CAS成功交换两个对象，则直接返回更新前的内存值，即旧值。

       AtomicReference的关键方法CAS（Compare and Swap）在compareAndSet方法中实现，与AtomicInteger不同的是，AtomicReference调用compareAndSwapObject方法。这段代码底层使用了Atomic:cmpxchg方法进行CAS交换，并将旧值进行decode返回。

       weakCompareAndSet方法在JDK1.8中与compareAndSet方法完全相同，但实际上这是JDK源码设计的巧妙之处，用于处理特定场景下的线程安全问题。

       在使用AtomicReference时，我们需要充分了解它的特性和源码实现，以确保在多线程环境下正确地管理和更新对象引用。本文主要介绍了AtomicReference的出现背景、使用场景以及源码分析，涵盖了网络上关于AtomicReference的大部分内容。