当程序更新一个变量时,如果多线程同时更新这个变量,可能得到期望之外的值,比如变量 i=l, A线程更新i+1, B线程也更新i+1,经过两个线程操作之后可能i不等于3,而是等于2。 因为A和B线程在更新变量i的时候拿到的i都是1,这就是线程不安全的更新操作,通常我 们会使用synchronized来解决这个问题,synchronized会保证多线程不会同时更新变量i。
而 Java 从 JDK 1.5 开始提供了 java.util.concurrent.atomic 包(以下简称 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。
因为变量的类型有很多种,所以在Atomic包里也提供了很多类,大致可以属于4种类型的原 子更新方式,分别是原子更新基本类型、原子更新数组、原子更新引用和原子更新属性(字段)。 Atomic包里的类基本都是使用Unsafe实现的包装类。
原子更新基本类型
使用原子的方式更新基本类型,Atomic包提供了以下3个类:
1、 AtomicBoolean:原子更新布尔类型。
2、 Atomiclnteger:原子更新整型。
3、 AtomicLong:原子更新Long类型。
以上3个类提供的方法几乎一模一样,所以本节仅以Atomiclnteger为例进行讲解,
Atomiclnteger的常用方法如下:
1、 int addAndGet (int delta):以原子方式将输入的数值与实例中的值(Atomiclnteger 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、 int getAndSet (int newValue):以原子方式设置为newValue的值,并返回旧值。
5、 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。关于该方法的更多信息可以参考 并发编程网翻译的一篇文章《AtomicLong.lazySet是如何工作的?》。
6、 int getAndSet (int newValue):以原子方式设置为newValue的值,并返回旧值
原子更新数组
通过原子的方式更新数组里的某个元素,Atomic包提供了一下4个类:
1、 AtomicIntegerArray:原子更新整型数组里的元素。
2、 AtomicLongArray:原子更新长整型数组里的元素。
3、 AtomicReferenceArray:原子更新引用类型数组里的元素。
上述几个类提供的方法几乎一样,我们以AtomicIntegerArray类为例讲解,其常用方法如下:
1、 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。
2、 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。
原子更新引用类型
原子更新基本类型的Atomiclnterger,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。Atomic包提供了以下3个类:
1、 AtomicReference:原子更新引用类型
2、 AtomicReferenceFieldUpdater:原子更新引用类型里的字段。
3、 AtomicMarkab1eReference: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AtomicMarkab1eReference (V initialRef, boolean initialMark)。
原子更新字段类
如果需原子地更新某个类里的某个字段时,就需要使用原子更新字段类,Atomic包提供了以 下3个类进行原子字段更新。
1、 AtomicIntegerFieldUpdater:原子更新整型的字段的更新器。
2、 AtomicLongFieldUpdater:原子更新长整型字段的更新器。
3、 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。
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。
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