Java中怎么實(shí)現(xiàn)原子操作類

一、引言

在 JDK1.5 中新增 java.util.concurrent(J.U.C) 包，它建立在 CAS 之上。CAS 是非阻塞算法的一種常見(jiàn)實(shí)現(xiàn)，相對(duì)于 synchronized 這種阻塞算法，它的性能更好。

DK1.5 中引入了底層的支持，在 int、long 和對(duì)象的引用等類型上都公開(kāi)了 CAS 的操作，并且 JVM 把它們編譯為底層硬件提供的最有效的方法，在運(yùn)行 CAS 的平臺(tái)上，運(yùn)行時(shí)把它們編譯為相應(yīng)的機(jī)器指令。在 java.util.concurrent.atomic 包下面的所有的原子變量類型中，比如 AtomicInteger，都使用了這些底層的JVM支持為數(shù)字類型的引用類型提供一種高效的 CAS 操作。

二、Java原子類介紹

atomic 包中的 13 個(gè)類，屬于 4 種類型的原子更新方式.

• (1)原子更新基本類型

• (2)原子更新數(shù)組

• (3)原子更新引用

• (4)原子更新屬性

atomic 包里的類基本都是使用 Unsafe 實(shí)現(xiàn)的包裝類.

1.原子更新基本類型

• AtomicBoolean：原子更新布爾類型。

• AtomicInteger：原子更新整型。

• AtomicLong：原子更新長(zhǎng)整型。

本類以 AtomicInteger 進(jìn)行講解:

AtomicInteger 是一個(gè)支持原子操作的 Integer 類，就是保證對(duì) AtomicInteger 類型變量的增加和減少操作是原子性的，不會(huì)出現(xiàn)多個(gè)線程下的數(shù)據(jù)不一致問(wèn)題。如果不使用 AtomicInteger，要實(shí)現(xiàn)一個(gè)按順序獲取的 ID，就必須在每次獲取時(shí)進(jìn)行加鎖操作，以避免出現(xiàn)并發(fā)時(shí)獲取到同樣的 ID 的現(xiàn)象。

• int addAndGet(int delta) 以原子方式將輸入的數(shù)值與實(shí)例中的值相加，并返回結(jié)果；

• boolean compareAndSet(int expect, int update) 如果輸入的數(shù)值等于預(yù)期值，則以原子的方式將該值設(shè)置為輸入的值；

• int getAndIncrement() 以原子方式將當(dāng)前值加 1，注意，這里返回的是自增前的值；

• void lazySet(int newValue) 最終會(huì)設(shè)置成 newValue，使用 lazySet 設(shè)置值后，可能導(dǎo)致其他線程在之后的一小段時(shí)間內(nèi)還是可以讀到 舊值；

• int getAndSet(int newValue) 以原子方式設(shè)置為 newValue 的值，并返回舊值。

那么getAndIncrement 是如何實(shí)現(xiàn)原子操作的呢？

1public final int getAndIncrement() { 
2    for (;;) { 
3        int current = get(); 
4        int next = current + 1; 
5        if (compareAndSet(current, next)) 
6            return current; 
7    } 
8}