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原子操作类

Java从JDK1.5开始，提供了java.util.concurrent.atomic包，这个包中的原子操作类提供了一种用法简单、性能高效、线程安全地更新一个变量的方式。

因为变量有很多种，所以在Atomic包里一共提供了13个类（基本都是Unsafe实现的包装类），属于4种类型的原子更新方式，分别为：

• 原子更新基本类型
• 原子更新数组
• 原子更新引用
• 原子更新属性（字段）

原子更新基本类型

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

以上3个类提供的方法几乎一样，以AtomicInteger为例：

示例：

public class AtomicIntegerTest {
       public static void main(String[] args) {
           AtomicInteger ai = new AtomicInteger(1);        System.out.println(ai.getAndIncrement());        System.out.println(ai.get());    }}

输出：

12

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

以上几个类提供的方法几乎一样，以AtomicIntegerArray为例：

AtomicIntegerArray主要提供原子的方式更新数组里的整型，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。

示例：

public class AtomicIntegerArrayTest {
       public static void main(String[] args) {
           int[] arr = new int[]{
   1, 2, 3};        AtomicIntegerArray aia = new AtomicIntegerArray(arr);        aia.getAndSet(0, 3);        System.out.println(aia.get(0));        System.out.println(arr[0]);    }}

输出：

31

需要注意的是，数组arr通过构造方法传递进去，然后AtomicIntegerArray会讲当前数组复制一份，所以当AtomicIntegerArrayList对内部的数组元素进行丢改时，不会影响传入的数组。

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。可以原子更行一个布尔类型的标记位和引用类型。
  构造方法为：AtomicMarkableReference(V initialRef, boolean initiaMark)

以AtomicReference为例：

public class AtomicReferenceTest {
       public static void main(String[] args) {
           AtomicReference
   
     arf = new AtomicReference
    
     ();        User user = new User("tom", 18);        arf.set(user);//传入引用        User updateUser = new User("TOM", 88);        arf.compareAndSet(user, updateUser);//比较，如果一致，就更新。        System.out.println(arf.get().getName());        System.out.println(arf.get().getAge());    }}class User{
       private String name;    private int age;    public User(String name, int age){
           this.name = name;        this.age = age;    }    public String getName() {
           return name;    }    public int getAge() {
           return age;    }}
    
   

首先构建一个user对象，然后把user对象设置进AtomicReference中，最后调用compareAndSet方法进行原子更新操作。

输出：

TOM88

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。

想要原子更新字段需要两步：

• 第一步：因为原子更细字段类都是抽象类，每次使用的时候必须使用静态方法newUpdater() 创建一个更新器，并且需要设置想要更新的类和属性。
• 第二步：更新类的字段（属性）必须使用public volatile 修饰。

以上3个类提供的方法几乎一样，所以以AtomicIntegerFieldUpdater为例：

package pers.zhang.atomic;import java.util.concurrent.atomic.AtomicIntegerFieldUpdater;/** * @author zhang * @date 2020/1/17 - 15:38 */public class AtomicIntegerFieldUpdaterTest {
       public static void main(String[] args) {
           //创建原子更新器，并设置需要更新的对象和属性        AtomicIntegerFieldUpdater
   
     aifu = AtomicIntegerFieldUpdater.newUpdater(User.class, "age");        //设置tom为10岁        User user = new User("tom", 10);        //tom长了一岁，但是仍输出旧的年龄        System.out.println(aifu.getAndIncrement(user));        //输出tom现在的年龄        System.out.println(aifu.get(user));    }    public static class User{
           public volatile String name;        public volatile int age;        public User(String name, int age){
               this.name = name;            this.age = age;        }        public String getName() {
               return name;        }        public int getAge() {
               return age;        }    }}
   

输出：

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