Atomic包的作用

方便程序員在多線程環境下，無鎖的進行原子操作

Atomic包核心

Atomic包里的類基本都是使用Unsafe實現的包裝類，核心操作是CAS原子操作；

關于CAS

compare and swap，比較和替換技術，將預期值與當前變量的值比較(compare)，如果相等則使用新值替換(swap)當前變量，否則不作操作；

現代CPU已廣泛支持CAS指令，如果不支持，那么JVM將使用自旋鎖，與互斥鎖一樣，兩者都需先獲取鎖才能訪問共享資源，但互斥鎖會導致線程進入睡眠，而自旋鎖會一直循環等待直到獲取鎖；

另外，有一點需要注意的是CAS操作中的ABA問題，即將預期值與當前變量的值比較的時候，即使相等也不能保證變量沒有被修改過，因為變量可能由A變成B再變回A,解決該問題，可以給變量增加一個版本號，每次修改變量時版本號自增，比較的時候，同時比較變量的值和版本號即可；

Atomic包主要提供四種原子更新方式

• 原子方式更新基本類型；
• 原子方式更新數組；
• 原子方式更新引用；
• 原子方式更新字段；

原子方式更新基本類型

以下三個類是以原子方式更新基本類型

• AtomicBoolean：原子更新布爾類型。
• AtomicInteger：原子更新整型。
• AtomicLong：原子更新長整型。

以AtomicInteger為例，

package concurrency; import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;public class AtomicIntegerTest {static AtomicInteger ai = new AtomicInteger(1);public static void main(String[] args) {//相當于i++,返回的是舊值,看方法名就知道，先獲取再自增 System.out.println(ai.getAndIncrement());System.out.println(ai.get());//先自增，再獲取 System.out.println(ai.incrementAndGet());System.out.println(ai.get());//增加一個指定值，先add，再getSystem.out.println(ai.addAndGet(5));System.out.println(ai.get());//增加一個指定值,先get，再setSystem.out.println(ai.getAndSet(5));System.out.println(ai.get());}}

注意：Atomic包提供了三種基本類型的原子更新，剩余的Java的基本類型還有char，float和double等，其更新方式可以參考AtomicBoolean的思路來現，AtomicBoolean是把boolean轉成整型再調用compareAndSwapInt進行CAS來實現的，類似的short和byte也可以轉成整形，float和double可以利用Float.floatToIntBits，Double.doubleToLongBits轉成整形和長整形進行相應處理；

原子方式更新數組

以下三個類是以原子方式更新數組，

• AtomicIntegerArray：原子更新整型數組里的元素。
• AtomicLongArray：原子更新長整型數組里的元素。
• AtomicReferenceArray：原子更新引用類型數組里的元素。

以AtomicIntegerArray為例，其方法與AtomicInteger很像，多了個數組下標索引；

package concurrency;import java.util.concurrent.atomic.AtomicIntegerArray;public class AtomicIntegerArrayTest {static int[] valueArr = new int[] { 1, 2 };//AtomicIntegerArray內部會拷貝一份數組static AtomicIntegerArray ai = new AtomicIntegerArray(valueArr);public static void main(String[] args) {ai.getAndSet(0, 3);//不會修改原始數組valueSystem.out.println(ai.get(0));System.out.println(valueArr[0]);}}

原子方式更新引用

以下三個類是以原子方式更新引用，與其它不同的是，更新引用可以更新多個變量，而不是一個變量；

• AtomicReference：原子更新引用類型。
• AtomicReferenceFieldUpdater：原子更新引用類型里的字段。
• AtomicMarkableReference：原子更新帶有標記位的引用類型。

以AtomicReference為例，

package concurrency;import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference;public class AtomicReferenceTest {public static AtomicReference<User> atomicUserRef = new AtomicReference<User>();public static void main(String[] args) {User user = new User("conan", 15);atomicUserRef.set(user);User updateUser = new User("Shinichi", 17);atomicUserRef.compareAndSet(user, updateUser);System.out.println(atomicUserRef.get().getName());System.out.println(atomicUserRef.get().getOld());}static class User {private String name;private int old;public User(String name, int old) {this.name = name;this.old = old;}public String getName() {return name;}public int getOld() {return old;}} }

原子方式更新字段

以下三個類是以原子方式更新字段，

• AtomicIntegerFieldUpdater：原子更新整型字段的更新器。
• AtomicLongFieldUpdater：原子更新長整型字段的更新器。
• AtomicStampedReference：原子更新帶有版本號的引用類型，用于解決使用CAS進行原子更新時，可能出現的ABA問題。

以AtomicIntegerFieldUpdater為例，

package concurrency;import java.util.concurrent.atomic.AtomicIntegerFieldUpdater;public class AtomicIntegerFieldUpdaterTest {private static AtomicIntegerFieldUpdater<User> a = AtomicIntegerFieldUpdater.newUpdater(User.class, "old");public static void main(String[] args) {User conan = new User("conan", 10);System.out.println(a.getAndIncrement(conan));System.out.println(a.get(conan));}public static class User {private String name;//注意需要用volatile修飾public volatile int old;public User(String name, int old) {this.name = name;this.old = old;}public String getName() {return name;}public int getOld() {return old;}} }

參考資料

http://ifeve.com/java-atomic/

《JAVA并發編程實戰》

轉載于:https://www.cnblogs.com/chenpi/p/5375805.html

與50位技術專家面對面20年技術見證，附贈技術全景圖

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Java中的Atomic包的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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