net.openhft.chronicle.bytes.DistributedUniqueTimeProvider是否线程安全？

问题背景 #

查看DistributedUniqueTimeProvider.currentTimeNanos的实现：

long time = provider.currentTimeNanos();
long time0 = bytes.readVolatileLong(LAST_TIME);
long timeN = timestampFor(time) + hostId;

if (timeN > time0 && bytes.compareAndSwapLong(LAST_TIME, time0, timeN))
    return timeN;

return currentTimeNanosLoop();

该方法默认依赖SystemTimeProvider，其currentTimeNanos实现如下：

long nowNS = System.nanoTime();
long nowMS = currentTimeMillis() * NANOS_PER_MILLI;
long estimate = nowNS + delta;

if (estimate < nowMS) {
    delta = nowMS - nowNS;
    return nowMS;

} else if (estimate > nowMS + NANOS_PER_MILLI) {
    nowMS += NANOS_PER_MILLI;
    delta = nowMS - nowNS;
    return nowMS;
}
return estimate;

其中delta是非volatile、非原子类型的成员变量：

private long delta = 0;

疑问：DistributedUniqueTimeProvider.currentTimeNanos到底是否线程安全？若是，原因是什么？

回答 #

DistributedUniqueTimeProvider.currentTimeNanos是线程安全的，核心原因分为两点：

1. 核心逻辑的线程安全保障 #

DistributedUniqueTimeProvider的核心逻辑依赖volatile读取和CAS原子操作：

• bytes.readVolatileLong(LAST_TIME)保证所有线程能读取到LAST_TIME的最新值，避免脏读；
• bytes.compareAndSwapLong(LAST_TIME, time0, timeN)是原子性操作，确保同一时刻只有一个线程能成功更新LAST_TIME，失败的线程会进入currentTimeNanosLoop()循环重试，直到生成一个比当前LAST_TIME更大的唯一时间戳。
  这部分逻辑从根本上避免了竞态条件，保证时间戳的唯一性。

2. SystemTimeProvider中delta的非线程安全不影响整体正确性 #

虽然delta是非volatile、非原子的，多线程下可能出现可见性问题或并发修改，但这只会影响时间戳的精度，不会破坏DistributedUniqueTimeProvider的核心目标——生成唯一时间戳：

• delta的作用是校准System.nanoTime()和System.currentTimeMillis()的偏差，即便多线程下delta的值被脏读或修改错误，最终返回的时间戳要么是毫秒级的nowMS（本身单调递增），要么是基于nowNS+delta的估算值；
• 就算估算值出现偏差，后续timestampFor(time)会将时间戳对齐到指定粒度，加上唯一的hostId后，最终通过CAS操作保证timeN一定大于LAST_TIME，确保时间戳全局唯一。

简言之，delta的非线程安全最多让时间戳精度偶尔出现小误差，但绝不会导致重复的时间戳，因此DistributedUniqueTimeProvider.currentTimeNanos整体是线程安全的。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者HeavyLifter