【并发技术09】原子性操作类的使用

在 java5 以后，我们接触到了线程原子性操作，也就是在修改时我们只需要保证它的那个瞬间是安全的即可，经过相应的包装后可以再处理对象的并发修改，本文总结一下 Atomic 系列的类的使用方法，其中包含：

1. 基本类型的使用

首先看一下 AtomicInteger 的使用，AtomicInteger 主要是针对整数的修改的，看一下示例代码：

public class AtomicIntegerDemo {
    
    public final static AtomicInteger TEST_INTEGER = new AtomicInteger(1);
    public static void main(String []args) {
         for(int i = 0 ; i < 10 ; i++) { //开启10个线程
             new Thread() {
                 public void run() {
                     try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    int now = TEST_INTEGER.incrementAndGet(); //自增
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " get value : " + now);
                 }
             }.start();
         }
    }
}

来看一下结果：

Thread-3 get value : 4
Thread-7 get value : 5
Thread-9 get value : 9
Thread-4 get value : 6
Thread-0 get value : 3
Thread-1 get value : 8
Thread-5 get value : 11
Thread-8 get value : 7
Thread-2 get value : 10
Thread-6 get value : 2

可以看出，10 个线程之间是线程安全的，并没有冲突。也就是说，我们使用原子性操作类去操作基本类型 int 就可以解决线程安全问题，一个线程在操作的时候，会对其它线程进行排斥，不用我们手动去使用 synchronized 实现互斥操作了。AtomicLong 和 AtomicBoolean 类似，就不举例子了。

2. 数组类型的使用

下面要开始说 Atomic 的数组用法，Atomic 的数组要求不允许修改长度等，不像集合类那么丰富的操作，不过它可以让数组上每个元素的操作绝对安全的，也就是它细化的力度还是到数组上的元素，做了二次包装，虽然是数组类型的，但是最后还是操作数组中存的数，所以会了上面的基本类型的话，数组类型也很好理解。这里主要看一下 AtomicIntegerArray 的使用，其它的类似。

public class AtomicIntegerArrayTest {
    
    private final static AtomicIntegerArray ATOMIC_INTEGER_ARRAY = new AtomicIntegerArray(new int[]{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}); 
    public static void main(String []args) throws InterruptedException {
        Thread []threads = new Thread[10];
        for(int i = 0 ; i < 10 ; i++) {
            final int index = i;
            final int threadNum = i;
            threads[i] = new Thread() {
                public void run() {
                    int result = ATOMIC_INTEGER_ARRAY.addAndGet(index, index + 1);
                    System.out.println("线程编号为：" + threadNum + " , 对应的原始值为：" + (index + 1) + "，增加后的结果为：" + result);
                }
            };
            threads[i].start();
        }
        for(Thread thread : threads) {
            thread.join();
        }
        System.out.println("=========================>\n执行已经完成，结果列表：");
        for(int i = 0 ; i < ATOMIC_INTEGER_ARRAY.length() ; i++) {
            System.out.println(ATOMIC_INTEGER_ARRAY.get(i));
        }
    }
}

运行结果是给每个数组元素加上相同的值，它们之间互不影响。

3. 作为类属性的使用

当某个数据类型是某个类中的一个属性的时候，然后我们要操作该数据，就需要使用属性原子修改器了，这里还是以 Integer 为例，即：AtomicIntegerFieldUpdater。示例代码如下：

public class AtomicIntegerFieldUpdaterTest {    
    static class A {  
        volatile int intValue = 100;  
    }        
    
    public final static AtomicIntegerFieldUpdater<A> ATOMIC_INTEGER_UPDATER = AtomicIntegerFieldUpdater.newUpdater(A.class, "intValue");        
    public static void main(String []args) {  
        final A a = new A();  
        for(int i = 0 ; i < 10 ; i++) {  
            new Thread() {  
                public void run() {  
                    if(ATOMIC_INTEGER_UPDATER.compareAndSet(a, 100, 120)) {  
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 对对应的值做了修改！");  
                    }  
                }  
            }.start();  
        }  
    }  
}  

可以看到，这里需要将类和类属性传进去才行，传进去后其实跟前面操作 Integer 没什么不同了，本质都一样的，运行一下，结果只有一个线程能对其进行修改。
线程的原子性操作类的使用就简单总结到这，其他的操作类原理都相似，可以参考 JDK 的文档，可以很容易写出相应的测试代码。

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