多線程系列二：原子操做

什麼是原子操做

不可被中斷的一個或者一系列操做

實現原子操做的方式

Java能夠經過鎖和循環CAS的方式實現原子操做

CAS（ Compare And Swap ）  爲何要有CAS？

Compare And Swap就是比較而且交換的一個原子操做，由Cpu在指令級別上進行保證。

爲何要有CAS：由於經過鎖實現原子操做時，其餘線程必須等待已經得到鎖的線程運行完之後才能得到資源，這樣就會佔用系統的大量資源

CAS包含哪些參數？

CAS包含三個參數：1、變量所在內存地址V；2、變量對應的值A；3、咱們將要修改的值B。若是說V上的變量的值是A的話，就用B從新賦值，若是不是A，那就什麼事也不作，操做的返回結果原值是多少。

循環CAS：在一個（死）循環【for(;;)】裏不斷進行CAS操做，直到成功爲止（自旋操做即死循環）。

CAS實現原子操做的三大問題

一、 ABA問題：其餘的線程把值改爲了B，很快改爲了A，原子操做的線程發現值是A就修改，這樣會有問題。解決ABA，引入版本號：1A-》2C-》3A

二、 循環時間很長的話，cpu的負荷比較大

三、 對一個變量進行操做能夠，同時操做多個共享變量有點麻煩

CAS線程安全（面試點）

經過硬件層面的阻塞實現原子操做的安全

原子更新基本類型類

AtomicBoolean、AtomicInteger、AtomicLong、AtomicReference。

AtomicInteger的經常使用方法以下

·int addAndGet（int delta）： 

·boolean compareAndSet（int expect，int update）： 

·int getAndIncrement()： 原子遞增，可是返回的是自增之前的值

incrementAndGet原子遞增，可是返回的是自增之後的值

·int getAndSet（int newValue）： 

 1 package com.lgs.atomicint;  2 
 3 import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;  4 
 5 /**
 6  * lgs  7  * 原子操做更新整型  8  */
 9 public class AtomicIntTest { 10     static AtomicInteger ai = new AtomicInteger(1); 11     public static void main(String[] args) { 12  System.out.println(ai.getAndIncrement()); 13  ai.incrementAndGet(); 14  System.out.println(ai.get()); 15  } 16 }

輸出：

1
3

原子更新數組類

AtomicIntegerArray，AtomicLongArray，AtomicReferenceArray

AtomicIntegerArray類主要是提供原子的方式更新數組裏的整型，

其經常使用方法以下。

·int addAndGet（int i，int delta）： 

·boolean compareAndSet（int i，int expect，int update）： 

數組經過構造方法傳入，類會將數組複製一份，原數組不會發生變化。

 1 package com.lgs.atomicarray;  2 
 3 import java.util.concurrent.atomic.AtomicIntegerArray;  4 
 5 /**
 6  * lgs  7  * 原子操做更新數組  8  */
 9 public class AtomicArray { 10     static int[] value = new int[]{1,2}; 11     static AtomicIntegerArray ai = new AtomicIntegerArray(value); 12 
13     public static void main(String[] args) { 14         ai.getAndSet(0,3); 15         System.out.println(ai.get(0)); 16         System.out.println(value[0]); 17  } 18 
19 }

輸出：

3
1

原子更新引用類型提供的類。

·AtomicReference： 能夠解決更新多個變量的問題

·AtomicStampedReference：解決ABA問題 使用數字做爲版本 關心得是有幾我的改過

·AtomicMarkableReference：解決ABA問題 使用Boolean做爲版本，關心的是有沒有修改過

 1 package com.lgs;  2 
 3 import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference;  4 
 5 /**
 6  * lgs  7  * 原子操做更新引用類型便可以同時更新多個值  8  */
 9 public class AtomicRef { 10 
11     static AtomicReference<User> userAtomicReference = new AtomicReference<>(); 12 
13     public static void main(String[] args) { 14         User user = new User("lgs",26); 15  userAtomicReference.set(user); 16         User updateUser = new User("ll",27); 17  userAtomicReference.compareAndSet(user,updateUser); 18  System.out.println(userAtomicReference.get().getName()); 19  System.out.println(userAtomicReference.get().getOld()); 20  } 21 
22     static class User{ 23         private String name; 24         private int old; 25 
26         public User(String name, int old) { 27             this.name = name; 28             this.old = old; 29  } 30 
31         public String getName() { 32             return name; 33  } 34 
35         public int getOld() { 36             return old; 37  } 38  } 39 
40 }

輸出：

ll
27

原子更新字段類

Atomic包提供瞭如下3個類進行原子字段更新。

·AtomicReferenceFieldUpdater： 

·AtomicIntegerFieldUpdater： 

·AtomicLongFieldUpdater：

違反了面向對象的原則，通常不使用