วิธีสร้าง Static VarHandle ใน Java 9

VarHandle เป็น reference ไปยัง variable ให้ access ตัวแปรภายใต้ access modes ต่างๆ (plain read/write, volatile read/write, compare-and-swap) คล้ายกับ java.util.concurrent.atomic และ sun.misc.Unsafe ตัวแปรอาจเป็น array elements, instance fields หรือ static fields

ตัวอย่าง: Static VarHandle

import java.lang.invoke.MethodHandles;
import java.lang.invoke.VarHandle;

public class StaticVarHandleTest {
    static int field;
    static int[] array = new int[20];
    
    static final VarHandle FIELD, ARRAY;
    
    static {
        try {
            FIELD = MethodHandles.lookup()
                .in(StaticVarHandleTest.class)
                .findStaticVarHandle(StaticVarHandleTest.class, "field", Integer.TYPE);
            
            ARRAY = MethodHandles.arrayElementVarHandle(int[].class);
        } catch(Exception e) {
            throw new InternalError(e);
        }
    }
    
    public static void main(String args[]) throws Exception {
        int i = (int) FIELD.getVolatile();
        System.out.println(i);  // 0
        
        FIELD.getAndAdd(5);
        System.out.println(field);  // 5
        
        System.out.println(ARRAY.getAndAdd(array, 5, 5));  // 0
        System.out.println(ARRAY.getAndAdd(array, 5, 5));  // 5
    }
}

ผลลัพธ์

0
5
0
5

คำอธิบายโค้ด

• FIELD - VarHandle สำหรับ static field field ใช้ findStaticVarHandle
• ARRAY - VarHandle สำหรับ array elements ใช้ arrayElementVarHandle
• MethodHandles.lookup().in(Class) - Lookup ใน context ของคลาสนั้น (เข้าถึง private ได้)
• getVolatile() - Volatile read
• getAndAdd() - Atomic get-and-add (compare-and-swap loop)

VarHandle Access Modes

การสร้าง VarHandle ประเภทต่างๆ

// Static field
VarHandle staticHandle = MethodHandles.lookup()
    .in(MyClass.class)
    .findStaticVarHandle(MyClass.class, "fieldName", FieldType.class);

// Instance field
VarHandle instanceHandle = MethodHandles.lookup()
    .in(MyClass.class)
    .findVarHandle(MyClass.class, "fieldName", FieldType.class);

// Array elements
VarHandle arrayHandle = MethodHandles.arrayElementVarHandle(ElementType[].class);

// ByteBuffer (direct memory)
VarHandle bufferHandle = MethodHandles.byteBufferViewVarHandle(
    ByteOrder.nativeOrder(), FieldType.class);

VarHandle vs Atomic Classes vs Unsafe

ข้อดีของ VarHandle

• Standard API แทน Unsafe
• รองรับ memory ordering modes ครบ
• ทำงานกับ fields และ arrays โดยตรง
• Integrate กับ MethodHandles ได้
• Performance ใกล้เคียง Unsafe