引言
Java從JDK1.5開始提供了java.util.concurrent.atomic包，方便程序員在多線程環(huán)境下，無鎖的進(jìn)行原子操作。原子變量的底層使用了處理器提供的原子指令，但是不同的CPU架構(gòu)可能提供的原子指令不一樣，也有可能需要某種形式的內(nèi)部鎖,所以該方法不能絕對(duì)保證線程不被阻塞。
Atomic包介紹
在Atomic包里一共有12個(gè)類，四種原子更新方式，分別是原子更新基本類型，原子更新數(shù)組，原子更新引用和原子更新字段。Atomic包里的類基本都是使用Unsafe實(shí)現(xiàn)的包裝類。
原子更新基本類型類
用于通過原子的方式更新基本類型，Atomic包提供了以下三個(gè)類：
AtomicBoolean：原子更新布爾類型。
AtomicInteger：原子更新整型。
AtomicLong：原子更新長(zhǎng)整型。
AtomicInteger的常用方法如下：
int addAndGet(int delta) ：以原子方式將輸入的數(shù)值與實(shí)例中的值（AtomicInteger里的value）相加，并返回結(jié)果
boolean compareAndSet(int expect, int update) ：如果輸入的數(shù)值等于預(yù)期值，則以原子方式將該值設(shè)置為輸入的值。
int getAndIncrement()：以原子方式將當(dāng)前值加1，注意：這里返回的是自增前的值。
void lazySet(int newValue)：最終會(huì)設(shè)置成newValue，使用lazySet設(shè)置值后，可能導(dǎo)致其他線程在之后的一小段時(shí)間內(nèi)還是可以讀到舊的值 int getAndSet(int newValue)：以原子方式設(shè)置為newValue的值，并返回舊值。
AtomicInteger例子代碼如下：
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import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;public class AtomicIntegerTest { static AtomicInteger ai = new AtomicInteger(1); public static void main(String[] args) { System.out.println(ai.getAndIncrement()); System.out.println(ai.get()); }} |
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餐后甜點(diǎn)
Atomic包提供了三種基本類型的原子更新，但是Java的基本類型里還有char，float和double等。那么問題來了，如何原子的更新其他的基本類型呢？Atomic包里的類基本都是使用Unsafe實(shí)現(xiàn)的，讓我們一起看下Unsafe的源碼，發(fā)現(xiàn)Unsafe只提供了三種CAS方法，compareAndSwapObject，compareAndSwapInt和compareAndSwapLong，再看AtomicBoolean源碼，發(fā)現(xiàn)其是先把Boolean轉(zhuǎn)換成整型，再使用compareAndSwapInt進(jìn)行CAS，所以原子更新double也可以用類似的思路來實(shí)現(xiàn)。
原子更新數(shù)組類
通過原子的方式更新數(shù)組里的某個(gè)元素，Atomic包提供了以下三個(gè)類：
AtomicIntegerArray：原子更新整型數(shù)組里的元素。
AtomicLongArray：原子更新長(zhǎng)整型數(shù)組里的元素。
AtomicReferenceArray：原子更新引用類型數(shù)組里的元素。
AtomicIntegerArray類主要是提供原子的方式更新數(shù)組里的整型，其常用方法如下
int addAndGet(int i, int delta)：以原子方式將輸入值與數(shù)組中索引i的元素相加。
boolean compareAndSet(int i, int expect, int update)：如果當(dāng)前值等于預(yù)期值，則以原子方式將數(shù)組位置i的元素設(shè)置成update值。
實(shí)例代碼如下：
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public class AtomicIntegerArrayTest { static int[] value = new int[] { 1, 2 }; static AtomicIntegerArray ai = new AtomicIntegerArray(value); public static void main(String[] args) { ai.getAndSet(0, 3); System.out.println(ai.get(0)); System.out.println(value[0]); }} |
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AtomicIntegerArray類需要注意的是，數(shù)組value通過構(gòu)造方法傳遞進(jìn)去，然后AtomicIntegerArray會(huì)將當(dāng)前數(shù)組復(fù)制一份，所以當(dāng)AtomicIntegerArray對(duì)內(nèi)部的數(shù)組元素進(jìn)行修改時(shí)，不會(huì)影響到傳入的數(shù)組。
原子更新引用類型
原子更新基本類型的AtomicInteger，只能更新一個(gè)變量，如果要原子的更新多個(gè)變量，就需要使用這個(gè)原子更新引用類型提供的類。Atomic包提供了以下三個(gè)類：
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(biāo)記位的引用類型。可以原子的更新一個(gè)布爾類型的標(biāo)記位和引用類型。構(gòu)造方法是AtomicMarkableReference(V initialRef, boolean initialMark)
AtomicReference的使用例子代碼如下：
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public class AtomicReferenceTest { public static AtomicReference<user> atomicUserRef = new AtomicReference</user><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; } }} |
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Shinichi17 |
原子更新字段類
如果我們只需要某個(gè)類里的某個(gè)字段，那么就需要使用原子更新字段類，Atomic包提供了以下三個(gè)類：
AtomicIntegerFieldUpdater：原子更新整型的字段的更新器。
AtomicLongFieldUpdater：原子更新長(zhǎng)整型字段的更新器。
AtomicStampedReference：原子更新帶有版本號(hào)的引用類型。該類將整數(shù)值與引用關(guān)聯(lián)起來，可用于原子的更數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)的版本號(hào)，可以解決使用CAS進(jìn)行原子更新時(shí)，可能出現(xiàn)的ABA問題。
原子更新字段類都是抽象類，每次使用都時(shí)候必須使用靜態(tài)方法newUpdater創(chuàng)建一個(gè)更新器。原子更新類的字段的必須使用public volatile修飾符。
第一步，因?yàn)樵痈伦侄晤惗际浅橄箢悾看问褂玫臅r(shí)候必須使用靜態(tài)方法AtomicIntegerFieldUpdater.newUpdater創(chuàng)建一個(gè)更新器，并且需要設(shè)置想要更新的類和屬性。第二步，更新類的字段（屬性）必須使用public volatile修飾符(private volatile int old)
AtomicIntegerFieldUpdater的例子代碼如下：
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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; 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; } }} |
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總結(jié)
以上就是本文關(guān)于Java多線程atomic包介紹及使用方法的全部?jī)?nèi)容，希望對(duì)大家有所幫助。如有不足之處，歡迎留言指出。
原文鏈接：http://ifeve.com/java-atomic/
