Java中的原子操作类

叁歲伎倆 2023-01-23 06:54 141阅读 0赞

Java从JDK 1.5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.Atomic包里的类基本都是使用Unsafe实现的包装类

# 1.原子更新基本类型类 #

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

以AtomicInteger为例：

1.  **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。
2.  **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。
3.  **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
4.  **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
5.  **int getAndSet（int newValue）**：以原子方式设置为newValue的值，并返回旧值。

/** * 原子操作类 * * @author alu4r **/
    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());
        }
    }

# 2.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

/** * 原子更新数组 * 注意的是，数组value通过构造方法传递进去，然后AtomicIntegerArray会将当前数组 复制一份， * 所以当AtomicIntegerArray对内部的数组元素进行修改时，不会影响传入的数组 * * @author alu4r **/
    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]);
        }
    }

# 3.原子更新引用类型 #

原子更新基本类型的AtomicInteger，只能更新一个变量，如果要原子更新多个变量，就需 要使用这个原子更新引用类型提供的类

*  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）

/** * 原子更新引用类型 * * @author alu4r **/
    public class AtomicReferenceTest { 
        public static AtomicReference<User> atomicUserRef = new AtomicReference<>();
    
        public static void main(String[] args) { 
            User user = new User("user", 15);
            atomicUserRef.set(user);
            User updateUser = new User("updateUser", 17);
            atomicUserRef.compareAndSet(user, updateUser);
            System.out.println(atomicUserRef.get().getName());
            System.out.println(atomicUserRef.get().getOld());
        }
    
        static class User { 
            private final String name;
            private final int old;
    
            public User(String name, int old) { 
                this.name = name;
                this.old = old;
            }
    
            public String getName() { 
                return name;
            }
    
            public int getOld() { 
                return old;
            }
        }
    }

# 4.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

要想原子地更新字段类需要两步。第一步，因为原子更新字段类都是抽象类，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修饰符

/** * 原子更新字段 * * @author alu4r **/
    public class AtomicIntegerFieldUpdaterTest { 
        /** * 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 final AtomicIntegerFieldUpdater<User> ATOMIC = 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(ATOMIC.getAndIncrement(conan));
            // 输出柯南现在的年龄
            System.out.println(ATOMIC.get(conan));
        }
    
        public static class User { 
            private final 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;
            }
        }
    }