java併發編程——原子變量介紹

• 第一部分：原子變量的前世

咱們首先看一個例子：產生一個整數序列，每一個值都必須是遞增惟一的。咱們能夠用如下代碼實現一個：

public class UnsafeSequence{
    private int value;
    
    public int getNext(){
        return value++;
    }
}

上面的代碼在單線程環境下運行沒有任何問題，可是若是在多線程併發訪問的狀況下它就會有問題。仔細分析getNext方法實際上它包含了三步操做：

第一步：得到當前value值；

第二步：把當前value值+1；

第三步：返回當前value值。

多個線程併發執行上面方法時，返回的value值極有多是相同的，這顯然違背了咱們的初衷，因此這個類不是線程安全的。以下圖所示：

咱們能夠用前面講到的加鎖知識把該類修改爲線程安全的，最簡單的就是給方法加synchronized；

public class SafeSequence{
    private int value;
    
    public synchronized int getNext(){
        return value++;
    }
}

修改完之後這個類如今是線程安全的了。若是有線程正在執行getNext方法，那麼其餘線程就等待當前線程執行完畢後再執行，這樣就保證了整個操做的原子性。當這樣作仍是會給開發人員帶來額外的負擔，開發人員不得不去思考在哪些調用是須要共享的，同時還得避免死鎖以及其餘活躍性問題。因而，Java 5以後java.util.concurrent.atomic包下面的支持原子操做的類便誕生了。

• 第二部分：原子變量的使用

java.util.concurrent.atomic包下面有不少支持以原子方式更新的類，比較經常使用的有：AtomicBoolean，AtomicInteger，AtomicLong和AtomicReference<V>。咱們就以AtomicInteger類爲例，講講它的用法：

仍是上面的產生一個整數序列的例子，要求序列值惟一，用AtomicInteger就能夠很容易實現。

AtomicInteger ai = new AtomicInteger();
ai.incrementAndGet();

代碼是否是很簡潔，他一樣線程安全的實現了一個惟一序列，使用起來更加方便和簡單。AtomicInteger有兩個構造方法，同時提供了不少其餘支持原子操做的方法，

public class AtomicInteger{
    public int addAndGet(int delta);//以原子方式將給定值與當前值相加，
    public int getAndAdd(int delta);

    public int decrementAndGet();//以原子方式將當前值減1，相似i--，--i
    public int getAndDecrement();

    public int getAndIncrement();//以原子方式將當前值加1，相似i++，++i
    public int incrementAndGet();

    public int get();//獲取當前值
    public void set(int value);//設置給定值

    public void lazySet(int newValue);//最終設置某值
    

    …………
}

看了這些方法的方法名我想你就已經明白瞭如何使用他們。AtomicBoolean，AtomicLong和AtomicReference<V>的使用與AtomicInteger相似，能夠經過查看API瞭解他們的具體方法。

原子類的出現簡化了咱們程序中的原子操做，使程序更加安全穩固。並且，在高併發的場景下，原子類的執行效率也要高於加鎖的原子操做。所以，若是在項目中有相似的功能，不妨就試試java提供的原子工具類。