Concurrent——Atomic原子操作类

淩亂°似流年 2022-05-16 10:06 288阅读 0赞

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打算把Concurrent包下面的一些类整理一下。今天先从最简单的开始，Atomic原子类。

先看一下atomic包下的类   
![这里写图片描述][SouthEast]   
一共12个，共分四类：基本类型、数组、引用、属性。我们就按这四个分类，介绍一下它们的用途以及实现。

### 基本类型 ###

包含上图红框里面的三个类。由于三个类提供的方法基本一致，下面以AtomicInterger为例。   
AtomicInteger的常用方法如下：   
![这里写图片描述][SouthEast 1]   
实现逻辑都差不多，取当前值current，然后计算更改后的值。利用CAS思想，比较current和当前数值是否相等，如果相等，则更新，如果不相等，则重复上述操作。下面借助源码分析：

/**
         * Atomically increments by one the current value.
         *
         * @return the previous value
         */
        public final int getAndIncrement() {
            for (;;) {
                int current = get();    //获取当前值
                int next = current + 1; //执行加1操作
                if (compareAndSet(current, next))
                    return current;     //返回当前值
            }
        }

*  1
 *  2
 *  3
 *  4
 *  5
 *  6
 *  7
 *  8
 *  9
 *  10
 *  11
 *  12
 *  13

可以看出，通过`compareAndSet`方法，保证原子操作。

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

*  1
 *  2
 *  3

调用Unsafe类的compareAndSwapInt方法。Unsafe类中方法为native方法，具体未看，原理就是利用CAS。

java有8个基本类型，而这里只有3个，那么其他5个如果也想原子操作呢？其实可以参考AtomicBoolean的实现，它先将boolean类型值转换成int。

### 数组 ###

原子数组类型参见图中绿色框中的3个类。其底层实现逻辑和原子基本类型一致，这里我们看看如何使用数组类型。

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(value[0]);
            System.out.println(ai.get(0));
        }

思考一下输出，再看结果：

1
    3

是不是和你预想的不一样？传递的数组，为什么没有更改原始数组呢？AtomicIntegerArray会复制传递过来的数组，所以，AtomicIntegerArray修改内部数组元素时，不会影响传入的数组。

### 原子引用类型 ###

3个原子引用类型，参加图中黄色框中的类。

*  AtomicReference：原子引用类型
 *  AtomicStampedReference：原子带有版本号的引用类型
 *  AtomicMarkableReference：原子带有标记位的引用类型

### 原子字段类 ###

参见上图未框住的3个类。   
需要注意的是，因为原子字段类为抽象类，每次使用时，通过静态方法newUpdater()创建一个更新器，并且设置需要更新的类和属性。同时，更新类的字段必须用volatile修饰。

参考：《Java并发编程的艺术》

[https_blog.csdn.net_sdlyjzh_article_details_78587777]: https://blog.csdn.net/sdlyjzh/article/details/78587777
[SouthEast]: /images/20220516/15b3c08509c844b4bf74c1ca50b296ea.png
[SouthEast 1]: /images/20220516/bd5de30ce29a4d209b8b27791dcd341c.png