java并发系列(6)——原子更新类
1、原子更新基本类
•AtomicBoolean：原子更新布尔类型。
•AtomicInteger：原子更新整型。
•AtomicLong：原子更新长整型。
方法
•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。
•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。
•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。
•int getAndSet（int newValue）：以原子方式设置为new-Value的值，并返回旧值。
•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。
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。
•AtomicIntegerArray类主要是提供原子的方式更新数组里的整型，其常用方法如下。
◦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。
◦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。
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]);
}
}
以下是输出的结果。
3
1
需要注意的是，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。
3、原子更新引用类型
•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，booleaninitialMark）。
public class AtomicReferenceTest {
public static AtomicReference<User> atomicUserRef = new AtomicReference<User>();
private static AtomicIntegerFieldUpdater<User> atomicIntegerFieldUpdater
= AtomicIntegerFieldUpdater.newUpdater(User.class, "old");
public static void main(String[] args) {
User user = new User("conan", 15);
atomicUserRef.set(user);
User updateUser = new User("Shinichi", 17);
atomicUserRef.compareAndSet(user, updateUser);
System.out.println(atomicUserRef.get().getName());
System.out.println(atomicUserRef.get().getOld());
System.out.println(atomicIntegerFieldUpdater.getAndIncrement(user));
}
public static class User {
private String name;
private 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;
}
}
}
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。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。
import java.util.concurrent.atomic.AtomicStampedReference;
public class AtomicStampedReferenceTest {
public final static AtomicStampedReference <String>ATOMIC_REFERENCE = new AtomicStampedReference<String>("abc" , 0);
public static void main(String []args) {
for(int i = 0 ; i < 100 ; i++) {
final int num = i;
final int stamp = ATOMIC_REFERENCE.getStamp();
new Thread() {
public void run() {
try {
Thread.sleep(Math.abs((int)(Math.random() * 100)));
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
if(ATOMIC_REFERENCE.compareAndSet("abc" , "abc2" , stamp , stamp + 1)) {
System.out.println("我是线程：" + num + ",我获得了锁进行了对象修改！");
}
}
}.start();
}
new Thread() {
public void run() {
int stamp = ATOMIC_REFERENCE.getStamp();
while(!ATOMIC_REFERENCE.compareAndSet("abc2", "abc" , stamp , stamp + 1));
System.out.println("已经改回为原始值！");
}
}.start();
}
}
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AtomicIntegerFieldUpdater.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(private volatile int old)
5、AtomicInteger 内部实现
AtomicInteger 是如何实现原子操作的呢？ 我们先来看一下getAndIncrement的源代码：
public final int getAndIncrement() {
for (;;) {
int current = get(); // 取得AtomicInteger里存储的数值
int next = current + 1; // 加1
if (compareAndSet(current, next)) // 调用compareAndSet执行原子更新操作
return current;
}
}
这段代码写的很巧妙：
1，compareAndSet方法首先判断当前值是否等于current；
2，如果当前值 = current ，说明AtomicInteger的值没有被其他线程修改；
3，如果当前值 != current，说明AtomicInteger的值被其他线程修改了，这时会再次进入循环重新比较；
注意这里的compareAndSet方法，源代码如下：
public final boolean compareAndSet(int expect, int update) {
return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);
}
调用Unsafe来实现
private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();
