Java多线程-Java13个原子类操作类介绍及使用

原子更新基本类型类：

使用原子的方式更新基本类型，Atomic包提供了以下3个类。

AtomicBoolean：原子更新布尔类型。
AtomicInteger：原子更新整型。
AtomicLong：原子更新长整型。

AtomicInteger常用方法如下：

int addAndGet（int delta）：以原子方式将输入的数值与实例中的值（AtomicInteger里的value）相加，并返回结果。
boolean compareAndSet（int expect，int update）：如果输入的数值等于预期值，则以原子方式将该值设置为输入的值。
int getAndIncrement()：以原子方式将当前值加1，注意，这里返回的是自增前的值。
void lazySet（int newValue）：最终会设置成newValue，使用lazySet设置值后，可能导致其他线程在之后的一小段时间内还是可以读到旧的值。
int getAndSet（int newValue）：以原子方式设置为newValue的值，并返回旧值。

代码示例：

    static AtomicInteger ai = new AtomicInteger(1);
    
    public static void main(String[] args) {
        AtomicIntegerTest();
    }

    public static void AtomicIntegerTest() {
        System.out.println(ai.getAndIncrement());
        System.out.println(ai.get());
    }

运行结果：

1
2

getAndIncrement的源码如代码：

public final int getAndIncrement() {
        for (;;) {
            int current = get();
            int next = current + 1;
            if (compareAndSet(current, next)) return current;
        }
}

public final boolean compareAndSet(int expect, int update) {
        return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);
}

源码中for循环体的第一步先取得AtomicInteger里存储的数值，第二步对AtomicInteger的当前数值进行加1操作，关键的第三步调用compareAndSet方法来进行原子更新操作，该方法先检查当前数值是否等于current，等于意味着AtomicInteger的值没有被其他线程修改过，则将AtomicInteger的当前数值更新成next的值，如果不等compareAndSet方法会返回false，程序会进入for循环重新进行compareAndSet操作。

原子更新数组

AtomicIntegerArray：原子更新整型数组里的元素。
AtomicLongArray：原子更新长整型数组里的元素。
AtomicReferenceArray：原子更新引用类型数组里的元素。

AtomicIntegerArray类主要是提供原子的方式更新数组里的整型，其常用方法如下：

int addAndGet（int i，int delta）：以原子方式将输入值与数组中索引i的元素相加。
boolean compareAndSet（int i，int expect，int update）：如果当前值等于预期值，则以原子方式将数组位置i的元素设置成update值。

实例代码如代码：

    static AtomicIntegerArray aiA = new AtomicIntegerArray(5);

    public static void AtomicIntegerArrayTest() {
        System.out.println(aiA.addAndGet(2, 5));
        System.out.println(aiA.get(1));
        System.out.println(aiA.compareAndSet(1, 0, 9));
        System.out.println(aiA.get(1));
        System.out.println(aiA.getAndSet(0, 3));
        System.out.println(aiA.get(0));
        System.out.println(aiA.length());
    }
    public static void main(String[] args) {
        AtomicIntegerArrayTest();
    }

运行结果：

5
0
true
9
0
3
5

原子更新引用类型

AtomicReference：原子更新引用类型。
AtomicReferenceFieldUpdater：原子更新引用类型里的字段。
AtomicMarkableReference：原子更新带有标记位的引用类型。可以原子更新一个布尔类型的标记位和引用类型。构造方法是AtomicMarkableReference（V initialRef，boolean initialMark）。

代码示例：

static class User {
        private String name;
        private int old;
        //get set 构造 略
}

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());
        System.out.println("=========================");
}

运行结果：

Shinichi
17
=========================

原子更新字段类

AtomicIntegerFieldUpdater：原子更新整型的字段的更新器。
AtomicLongFieldUpdater：原子更新长整型字段的更新器。
AtomicStampedReference：原子更新带有版本号的引用类型。该类将整数值与引用关联起来，可用于原子的更新数据和数据的版本号，可以解决使用CAS进行原子更新时可能出现的ABA问题。

AstomicIntegerFieldUpdater的示例代码如代码：

// 创建原子更新器，并设置需要更新的对象类和对象的属性
    private static AtomicIntegerFieldUpdater<User> a = AtomicIntegerFieldUpdater
            .newUpdater(User.class, "old");

    public static void main(String[] args) {
        // 设置柯南的年龄是10岁
        User conan = new User("conan", 10);
        // 柯南长了一岁，但是仍然会输出旧的年龄
        System.out.println(a.getAndIncrement(conan));
        // 输出柯南现在的年龄
        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;
        }
    }

运行结果：

10
11

ABA问题代码示例：

public class AtomicReferenceABATest {
    public final static AtomicReference<String> ATOMIC_REFERENCE = new AtomicReference<String>("abc");

    public static void main(String []args) {
        for(int i = 0 ; i < 100 ; i++) {
            final int num = i;
            new Thread() {
                public void run() {
                    try {
                        Thread.sleep(Math.abs((int)(Math.random() * 100)));
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    if(ATOMIC_REFERENCE.compareAndSet("abc" , "abc2")) {
                        System.out.println( ATOMIC_REFERENCE.get());
                        System.out.println("我是线程：" + num + ",我获得了锁进行了对象修改！");
                    }
                }
            }.start();
        }
        new Thread() {
            public void run() {
                while(!ATOMIC_REFERENCE.compareAndSet("abc2", "abc"));
                System.out.println( ATOMIC_REFERENCE.get());
                System.out.println("已经改为原始值！");
            }
        }.start();
    }
}

运行结果：

abc2
我是线程：1,我获得了锁进行了对象修改！
abc
已经改为原始值！
abc2
我是线程：59,我获得了锁进行了对象修改！

Java多线程—Java13个原子类操作类介绍及使用

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原子更新基本类型类：

原子更新数组

原子更新引用类型

原子更新字段类

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