Java中的13个原子操作类

JDK1.5提供了java.util.concurrent.atomic包，可以线程安全的更新一个变量。

Atomic包里一个提供了12个类，属于4种类型的原子更新方式：

• 原子更新基本类型
• 原子更新数组
• 原子更新引用
• 原子更新属性（字段）

原子更新基本类型类

使用原子的方式更新基本类型。包括下面3个类：
AtomicBoolean：boolean类型
AtomicInteger：原子更新整形
AtomicLong：原子更新长整形

AtomicInteger常用方法：

• int addAndGet(int delta)：相加并返回结果
• boolean compareAndSet(int expect, int update)：如果当前值等于预期值，那么将该值设置为输入的值。
• int getAndIncrement()：返回当前值，然后将当前值加一
• void lazySet(int newValue)：最终会设置成newValue，但是在设置值之后，其他线程在一段时间内还可以读到旧的值。
• int getAndSet(int newValue)：返回当前值，然后将当前值设置成新值。

package com.atomic;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class AtomicIntegerTest {
    static AtomicInteger ai = new AtomicInteger(1);
    
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(ai.getAndIncrement());//1
        System.out.println(ai.get());//2
    }
}

原子更新数组

通过原子的方式更新数组中的某个元素，Atomic包提供了一下3个类：

• AtomicIntegerArray：原子更新整形数组里的元素
• AtomicLongArray：原子更新长整形数组里的元素
• AtomicReferenceArray：原子更新引用类型数组里的元素

注意：数组通过构造方法传给AtomicIntegerArray会将当前的数组复制一份，以后在复制的对象上进行操作。不会更改原来数组的值。

AtomicIntegerArray主要提供原子的方式更新数组里的整形：

• int addAndGet(int i, int delta)：原子方式将输入值与数组里索引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

package com.atomic;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicIntegerArray;

public class AtomicIntegerArrayTest {
    static int[] value = new int[] {1,2};
    
    public static void main(String[] args) {
        AtomicIntegerArray ai = new AtomicIntegerArray(value);
        System.out.println(ai.getAndSet(0, 3));
        System.out.println(ai.get(0));
        System.out.println(value[0]);
    }
}
/*
1
3
1
*/

原子更新引用类型

Atomic包提供了3个类：

• AtomicReference：原子更新引用类型
• AtomicReferenceFieldUpdater：原子更新引用类型里的字段
• AtomicMarkableReference：原子更新带有标志位的引用类型。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, boolean initialMark)

package com.atomic;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference;

public class AtomicReferenceTest {
    public static AtomicReference atomicUserRef = new AtomicReference();
    
    public static void main(String[] args) {
        User user = new User("张三",10);
        atomicUserRef.set(user);
        User updateUser = new User("李四",11);
        atomicUserRef.compareAndSet(user,  updateUser);
        System.out.println(atomicUserRef.get().getName());
        System.out.println(atomicUserRef.get().getOld());
    }

    static class User{
        private String name;
        private int old;
        public User(String name, int old) {
            super();
            this.name = name;
            this.old = old;
        }
        public String getName() {
            return name;
        }
        public void setName(String name) {
            this.name = name;
        }
        public int getOld() {
            return old;
        }
        public void setOld(int old) {
            this.old = old;
        }
    }
}

原子更新字段类

需要原子更新某个类里的某个字段时，需要使用原子更新字段类。Atomic包提供了3个类：

• AtomicIntegerFieldUpdate：原子更新整形的字段的更新器
• AtomicLongFieldUpdate：原子更新长整形的字段的更新器
• AtomicStampedReference：原子更新带有版本号的引用类型

想要原子的更新字段类需要两步：

1. 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newUpdater()创建一个更新器，并且需要设置想要更新的类和属性。
2. 更新类的字段必须使用public volatile修饰符。

注意：
被更新的字段必须是public volatile。

package com.atomic;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicIntegerFieldUpdater;

public class AtomicIntegerFieldUpdaterTest {
    //创建原子更新器，并设置需要更新的类和字段
    private static AtomicIntegerFieldUpdater a = AtomicIntegerFieldUpdater.newUpdater(User.class, "old");
    
    public static void main(String[] args) {
        //设置柯南10岁
        User conan = new User("conan", 10);
        //长一岁，但是还返回之前的年龄
        System.out.println(a.getAndIncrement(conan));
        //输出现在年龄
        System.out.println(a.get(conan));
    }
    static class User{
        private String name;
        public 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;
        }
    }
}