1 /*
2  * DO NOT ALTER OR REMOVE COPYRIGHT NOTICES OR THIS FILE HEADER.
3  *
4  * This code is free software; you can redistribute it and/or modify it
5  * under the terms of the GNU General Public License version 2 only, as
6  * published by the Free Software Foundation.  Oracle designates this
7  * particular file as subject to the "Classpath" exception as provided
8  * by Oracle in the LICENSE file that accompanied this code.
9  *
10  * This code is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
11  * ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
12  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
13  * version 2 for more details (a copy is included in the LICENSE file that
14  * accompanied this code).
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU General Public License version
17  * 2 along with this work; if not, write to the Free Software Foundation,
18  * Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
19  *
20  * Please contact Oracle, 500 Oracle Parkway, Redwood Shores, CA 94065 USA
21  * or visit www.oracle.com if you need additional information or have any
22  * questions.
23  */

24
25 /*
26  * This file is available under and governed by the GNU General Public
27  * License version 2 only, as published by the Free Software Foundation.
28  * However, the following notice accompanied the original version of this
29  * file:
30  *
31  * Written by Doug Lea with assistance from members of JCP JSR-166
32  * Expert Group and released to the public domain, as explained at
33  * http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
34  */

35
36 package java.util.concurrent.atomic;
37
38 import java.lang.invoke.MethodHandles;
39 import java.lang.invoke.VarHandle;
40 import java.util.function.BinaryOperator;
41 import java.util.function.UnaryOperator;
42
43 /**
44  * An object reference that may be updated atomically.  See the {@link
45  * VarHandle} specification for descriptions of the properties of
46  * atomic accesses.
47  * @since 1.5
48  * @author Doug Lea
49  * @param <V> The type of object referred to by this reference
50  */

51 public class AtomicReference<V> implements java.io.Serializable {
52     private static final long serialVersionUID = -1848883965231344442L;
53     private static final VarHandle VALUE;
54     static {
55         try {
56             MethodHandles.Lookup l = MethodHandles.lookup();
57             VALUE = l.findVarHandle(AtomicReference.class"value", Object.class);
58         } catch (ReflectiveOperationException e) {
59             throw new ExceptionInInitializerError(e);
60         }
61     }
62
63     private volatile V value;
64
65     /**
66      * Creates a new AtomicReference with the given initial value.
67      *
68      * @param initialValue the initial value
69      */

70     public AtomicReference(V initialValue) {
71         value = initialValue;
72     }
73
74     /**
75      * Creates a new AtomicReference with null initial value.
76      */

77     public AtomicReference() {
78     }
79
80     /**
81      * Returns the current value,
82      * with memory effects as specified by {@link VarHandle#getVolatile}.
83      *
84      * @return the current value
85      */

86     public final V get() {
87         return value;
88     }
89
90     /**
91      * Sets the value to {@code newValue},
92      * with memory effects as specified by {@link VarHandle#setVolatile}.
93      *
94      * @param newValue the new value
95      */

96     public final void set(V newValue) {
97         value = newValue;
98     }
99
100     /**
101      * Sets the value to {@code newValue},
102      * with memory effects as specified by {@link VarHandle#setRelease}.
103      *
104      * @param newValue the new value
105      * @since 1.6
106      */

107     public final void lazySet(V newValue) {
108         VALUE.setRelease(this, newValue);
109     }
110
111     /**
112      * Atomically sets the value to {@code newValue}
113      * if the current value {@code == expectedValue},
114      * with memory effects as specified by {@link VarHandle#compareAndSet}.
115      *
116      * @param expectedValue the expected value
117      * @param newValue the new value
118      * @return {@code trueif successful. False return indicates that
119      * the actual value was not equal to the expected value.
120      */

121     public final boolean compareAndSet(V expectedValue, V newValue) {
122         return VALUE.compareAndSet(this, expectedValue, newValue);
123     }
124
125     /**
126      * Possibly atomically sets the value to {@code newValue}
127      * if the current value {@code == expectedValue},
128      * with memory effects as specified by {@link VarHandle#weakCompareAndSetPlain}.
129      *
130      * @deprecated This method has plain memory effects but the method
131      * name implies volatile memory effects (see methods such as
132      * {@link #compareAndExchange} and {@link #compareAndSet}).  To avoid
133      * confusion over plain or volatile memory effects it is recommended that
134      * the method {@link #weakCompareAndSetPlain} be used instead.
135      *
136      * @param expectedValue the expected value
137      * @param newValue the new value
138      * @return {@code trueif successful
139      * @see #weakCompareAndSetPlain
140      */

141     @Deprecated(since="9")
142     public final boolean weakCompareAndSet(V expectedValue, V newValue) {
143         return VALUE.weakCompareAndSetPlain(this, expectedValue, newValue);
144     }
145
146     /**
147      * Possibly atomically sets the value to {@code newValue}
148      * if the current value {@code == expectedValue},
149      * with memory effects as specified by {@link VarHandle#weakCompareAndSetPlain}.
150      *
151      * @param expectedValue the expected value
152      * @param newValue the new value
153      * @return {@code trueif successful
154      * @since 9
155      */

156     public final boolean weakCompareAndSetPlain(V expectedValue, V newValue) {
157         return VALUE.weakCompareAndSetPlain(this, expectedValue, newValue);
158     }
159
160     /**
161      * Atomically sets the value to {@code newValue} and returns the old value,
162      * with memory effects as specified by {@link VarHandle#getAndSet}.
163      *
164      * @param newValue the new value
165      * @return the previous value
166      */

167     @SuppressWarnings("unchecked")
168     public final V getAndSet(V newValue) {
169         return (V)VALUE.getAndSet(this, newValue);
170     }
171
172     /**
173      * Atomically updates (with memory effects as specified by {@link
174      * VarHandle#compareAndSet}) the current value with the results of
175      * applying the given function, returning the previous value. The
176      * function should be side-effect-free, since it may be re-applied
177      * when attempted updates fail due to contention among threads.
178      *
179      * @param updateFunction a side-effect-free function
180      * @return the previous value
181      * @since 1.8
182      */

183     public final V getAndUpdate(UnaryOperator<V> updateFunction) {
184         V prev = get(), next = null;
185         for (boolean haveNext = false;;) {
186             if (!haveNext)
187                 next = updateFunction.apply(prev);
188             if (weakCompareAndSetVolatile(prev, next))
189                 return prev;
190             haveNext = (prev == (prev = get()));
191         }
192     }
193
194     /**
195      * Atomically updates (with memory effects as specified by {@link
196      * VarHandle#compareAndSet}) the current value with the results of
197      * applying the given function, returning the updated value. The
198      * function should be side-effect-free, since it may be re-applied
199      * when attempted updates fail due to contention among threads.
200      *
201      * @param updateFunction a side-effect-free function
202      * @return the updated value
203      * @since 1.8
204      */

205     public final V updateAndGet(UnaryOperator<V> updateFunction) {
206         V prev = get(), next = null;
207         for (boolean haveNext = false;;) {
208             if (!haveNext)
209                 next = updateFunction.apply(prev);
210             if (weakCompareAndSetVolatile(prev, next))
211                 return next;
212             haveNext = (prev == (prev = get()));
213         }
214     }
215
216     /**
217      * Atomically updates (with memory effects as specified by {@link
218      * VarHandle#compareAndSet}) the current value with the results of
219      * applying the given function to the current and given values,
220      * returning the previous value. The function should be
221      * side-effect-free, since it may be re-applied when attempted
222      * updates fail due to contention among threads.  The function is
223      * applied with the current value as its first argument, and the
224      * given update as the second argument.
225      *
226      * @param x the update value
227      * @param accumulatorFunction a side-effect-free function of two arguments
228      * @return the previous value
229      * @since 1.8
230      */

231     public final V getAndAccumulate(V x,
232                                     BinaryOperator<V> accumulatorFunction) {
233         V prev = get(), next = null;
234         for (boolean haveNext = false;;) {
235             if (!haveNext)
236                 next = accumulatorFunction.apply(prev, x);
237             if (weakCompareAndSetVolatile(prev, next))
238                 return prev;
239             haveNext = (prev == (prev = get()));
240         }
241     }
242
243     /**
244      * Atomically updates (with memory effects as specified by {@link
245      * VarHandle#compareAndSet}) the current value with the results of
246      * applying the given function to the current and given values,
247      * returning the updated value. The function should be
248      * side-effect-free, since it may be re-applied when attempted
249      * updates fail due to contention among threads.  The function is
250      * applied with the current value as its first argument, and the
251      * given update as the second argument.
252      *
253      * @param x the update value
254      * @param accumulatorFunction a side-effect-free function of two arguments
255      * @return the updated value
256      * @since 1.8
257      */

258     public final V accumulateAndGet(V x,
259                                     BinaryOperator<V> accumulatorFunction) {
260         V prev = get(), next = null;
261         for (boolean haveNext = false;;) {
262             if (!haveNext)
263                 next = accumulatorFunction.apply(prev, x);
264             if (weakCompareAndSetVolatile(prev, next))
265                 return next;
266             haveNext = (prev == (prev = get()));
267         }
268     }
269
270     /**
271      * Returns the String representation of the current value.
272      * @return the String representation of the current value
273      */

274     public String toString() {
275         return String.valueOf(get());
276     }
277
278     // jdk9
279
280     /**
281      * Returns the current value, with memory semantics of reading as
282      * if the variable was declared non-{@code volatile}.
283      *
284      * @return the value
285      * @since 9
286      */

287     public final V getPlain() {
288         return (V)VALUE.get(this);
289     }
290
291     /**
292      * Sets the value to {@code newValue}, with memory semantics
293      * of setting as if the variable was declared non-{@code volatile}
294      * and non-{@code final}.
295      *
296      * @param newValue the new value
297      * @since 9
298      */

299     public final void setPlain(V newValue) {
300         VALUE.set(this, newValue);
301     }
302
303     /**
304      * Returns the current value,
305      * with memory effects as specified by {@link VarHandle#getOpaque}.
306      *
307      * @return the value
308      * @since 9
309      */

310     public final V getOpaque() {
311         return (V)VALUE.getOpaque(this);
312     }
313
314     /**
315      * Sets the value to {@code newValue},
316      * with memory effects as specified by {@link VarHandle#setOpaque}.
317      *
318      * @param newValue the new value
319      * @since 9
320      */

321     public final void setOpaque(V newValue) {
322         VALUE.setOpaque(this, newValue);
323     }
324
325     /**
326      * Returns the current value,
327      * with memory effects as specified by {@link VarHandle#getAcquire}.
328      *
329      * @return the value
330      * @since 9
331      */

332     public final V getAcquire() {
333         return (V)VALUE.getAcquire(this);
334     }
335
336     /**
337      * Sets the value to {@code newValue},
338      * with memory effects as specified by {@link VarHandle#setRelease}.
339      *
340      * @param newValue the new value
341      * @since 9
342      */

343     public final void setRelease(V newValue) {
344         VALUE.setRelease(this, newValue);
345     }
346
347     /**
348      * Atomically sets the value to {@code newValue} if the current value,
349      * referred to as the <em>witness value</em>, {@code == expectedValue},
350      * with memory effects as specified by
351      * {@link VarHandle#compareAndExchange}.
352      *
353      * @param expectedValue the expected value
354      * @param newValue the new value
355      * @return the witness value, which will be the same as the
356      * expected value if successful
357      * @since 9
358      */

359     public final V compareAndExchange(V expectedValue, V newValue) {
360         return (V)VALUE.compareAndExchange(this, expectedValue, newValue);
361     }
362
363     /**
364      * Atomically sets the value to {@code newValue} if the current value,
365      * referred to as the <em>witness value</em>, {@code == expectedValue},
366      * with memory effects as specified by
367      * {@link VarHandle#compareAndExchangeAcquire}.
368      *
369      * @param expectedValue the expected value
370      * @param newValue the new value
371      * @return the witness value, which will be the same as the
372      * expected value if successful
373      * @since 9
374      */

375     public final V compareAndExchangeAcquire(V expectedValue, V newValue) {
376         return (V)VALUE.compareAndExchangeAcquire(this, expectedValue, newValue);
377     }
378
379     /**
380      * Atomically sets the value to {@code newValue} if the current value,
381      * referred to as the <em>witness value</em>, {@code == expectedValue},
382      * with memory effects as specified by
383      * {@link VarHandle#compareAndExchangeRelease}.
384      *
385      * @param expectedValue the expected value
386      * @param newValue the new value
387      * @return the witness value, which will be the same as the
388      * expected value if successful
389      * @since 9
390      */

391     public final V compareAndExchangeRelease(V expectedValue, V newValue) {
392         return (V)VALUE.compareAndExchangeRelease(this, expectedValue, newValue);
393     }
394
395     /**
396      * Possibly atomically sets the value to {@code newValue}
397      * if the current value {@code == expectedValue},
398      * with memory effects as specified by
399      * {@link VarHandle#weakCompareAndSet}.
400      *
401      * @param expectedValue the expected value
402      * @param newValue the new value
403      * @return {@code trueif successful
404      * @since 9
405      */

406     public final boolean weakCompareAndSetVolatile(V expectedValue, V newValue) {
407         return VALUE.weakCompareAndSet(this, expectedValue, newValue);
408     }
409
410     /**
411      * Possibly atomically sets the value to {@code newValue}
412      * if the current value {@code == expectedValue},
413      * with memory effects as specified by
414      * {@link VarHandle#weakCompareAndSetAcquire}.
415      *
416      * @param expectedValue the expected value
417      * @param newValue the new value
418      * @return {@code trueif successful
419      * @since 9
420      */

421     public final boolean weakCompareAndSetAcquire(V expectedValue, V newValue) {
422         return VALUE.weakCompareAndSetAcquire(this, expectedValue, newValue);
423     }
424
425     /**
426      * Possibly atomically sets the value to {@code newValue}
427      * if the current value {@code == expectedValue},
428      * with memory effects as specified by
429      * {@link VarHandle#weakCompareAndSetRelease}.
430      *
431      * @param expectedValue the expected value
432      * @param newValue the new value
433      * @return {@code trueif successful
434      * @since 9
435      */

436     public final boolean weakCompareAndSetRelease(V expectedValue, V newValue) {
437         return VALUE.weakCompareAndSetRelease(this, expectedValue, newValue);
438     }
439
440 }
441