java-从引用中窃取位

如何从地址中窃取2个MSB以执行原子操作？我只想做一个单词

一个例子

public class Node
{
    long key;
    long value;
    Node lchild; // format is flag1,flag2,address
    Node rchild; // format is flag1,flag2,address
}

public void createNode()
{
    Node n1 = new Node(); //this should create a node with format 0,0,address1
}

public void setFlag1(Node n1)
{
    Now the new address should be in format 1,0,address1
}

public void setFlag2(Node n1)
{
    Now the new address should be in format 0,1,address1
}

如果我只需要一个额外的标志，就可以使用原子引用。

AtomicStampedReference

可以使用，但效率不高，因为它会创建一个包含时间戳和引用的额外框

中讨论了C语言中的类似问题

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我能给你的关于使用Java的最好建议是在数组索引上而不是地址上做些琐事，因为Java不公开地址。

你可能可以使用sun.misc.Unsafe实现这一点

除此之外，它还有许多

compareAndSwap

方法，可以处理任何对象中的任意二进制数据

话虽如此，如果您正在实现一个二进制搜索树，我建议您查看immutable。这些方法的优点包括：

• 根据定义，它们是线程安全的，因为它们具有不变性
• 它们不需要锁
• 一旦你开始做更复杂的事情（如拍摄子树），进行结构共享的能力将是一个巨大的性能胜利——基本上你不需要进行防御性复制

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如果不实现自己的JVM，这是不可能的，JVM支持此类操作并正确处理标志位，例如在执行GC时（此时需要识别所有引用，移动收集器需要更改它们）。即使如此，这也违背了Java的设计原则，Java不包括显式解引用或指针算法（我会计算引用中的变化位，并屏蔽它们以进行解引用）
相反，我建议您创建标志和节点的新复合边类型：

public class Node {
    long key;
    long value;
    Child lchild; // child = node reference + flags
    Child rchild;
}

// this is the edge type which should also be used to reference the root node with flags
public class Child {
    Node child;
    BitSet flags;

    public Child(Node node) {
        this.child = node;
        this.flags = new BitSet(2); // we initialize the flags with 00
    }
    public void setFlag(int index) {
        this.flags.set(index); // index would be 0 or 1 here for the two flags
    }
    public boolean isFlagSet(int index) {
        return this.flags.get(index); // index would be 0 or 1 here for the two flags
    }
}

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复制Maurice Herlihy和Nir Shavit的著作《多处理器编程的艺术》第215页的摘录：
如Pragma 9.8.1中详细描述的，原子标记参考 对象封装了对类型为T的对象的引用和 布尔标记。这些字段可以一起进行原子更新 或者单独。我们将每个节点的下一个字段设为 原子标记引用。线程A逻辑上通过 在节点的下一个字段中设置标记位，并共享物理 删除时，其他线程执行add（）或remove（）：每个 线程遍历列表，它通过物理方式清理列表 正在删除（使用compareAndSet（））它遇到的任何标记节点。在里面 换句话说，执行add（）和remove（）的线程不会遍历 标记的节点，它们将在继续之前删除这些节点。包含（） 方法与LazyList算法中的方法相同，遍历所有 节点，并测试项目是否在 根据其键和标记列出

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要从那些可用于对象引用变量的变量中提取位，需要创建自己的JVM
您首先必须确保这些位没有被实际使用（例如，当JVM总是在16字节边界上对齐对象时，在引用中采用低阶位）。但有些JVM使用32位引用的所有位
接下来，您必须在每次加载引用时注入代码，以便在访问关联对象之前清除这些位

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然后，您必须对垃圾收集器执行同样的操作。
您不允许从引用中窃取位，但有一种方法可以解决此问题： 您可以使用AtomicStampedReference，它允许您进行比较和交换，以原子方式更新引用和整数。可以使用整数作为状态，也可以根据需要从整数的MSB中窃取位。您可以在java中对整数执行位操作，这非常酷：

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最后，我编写了一个java程序，从AtomicStampedReference的整数中窃取了2位，并将其用作状态位，然后将整数的剩余30位用作计数器，以防止ABA问题。
如果指针是字对齐的，则您希望窃取两个LSB，而不是两个MSB。大多数指针都是单词对齐的。但是，我不知道如何在Java中获得指针的位表示。为什么

Java.util.concurrent.AtomicReference

对您不起作用？当我调用

Node n1=new Node（）

时，操作系统是否总是分配一个与单词对齐的空间？我试图偷取MSB以避免ABA问题，这可能发生在

compareAndSwap

上。另外，你能解释一下为什么从LSB偷东西更有效吗？@JimGarrison:我希望我能使用原子参考。但我需要偷两块。我认为原子引用只使用了一个额外的位。如果我错了，请纠正我。除非您编写一些

本地
代码，否则无法访问引用的位。您所说的复合边类型是什么意思。你能详细解释一下吗？@arunmoezhi我已经添加了一个代码示例来说明这个建议。SchmeiBer谢谢你的示例。因此，当我用这种结构在二元搜索树中创建一个新节点时，我应该使用
new node（）
还是
new Child（）
@arunmoezhi
new Child（theNode）
将是正确的，因为
theNode
是应该集成在树中的节点-这里可以改进类的命名，但是我想继续讨论这个问题，这个
不安全的
包和java中的标准
并发
包有什么区别？为什么您认为使用
unsafe
包中的CAS可以解决我的问题？基本上，unsafe允许您在不遵循Java常用类型安全规则的情况下操作对象中的数据。这是有风险的，而且很容易导致一些非常讨厌的bug——但从另一方面来说，您可以获得一些出色的性能。通常我会建议不要这样做。