Java多线程进阶（十四）—— J.U.C之atomic框架：AtomicReference

本文首发于一世流云的专栏： https://segmentfault.com/blog...

一、AtomicReference简介

AtomicReference，顾名思义，就是以原子方式更新对象引用。

可以看到，AtomicReference持有一个对象的引用——value，并通过Unsafe类来操作该引用:

为什么需要AtomicReference？难道多个线程同时对一个引用变量赋值也会出现并发问题？
引用变量的赋值本身没有并发问题，也就是说对于引用变量var ，类似下面的赋值操作本身就是原子操作:
Foo var = ... ;
AtomicReference的引入是为了可以用一种类似乐观锁的方式操作共享资源，在某些情景下以提升性能。

我们知道，当多个线程同时访问共享资源时，一般需要以加锁的方式控制并发：

volatile Foo sharedValue = value;
Lock lock = new ReentrantLock();

lock.lock();
try{
    // 操作共享资源sharedValue
}
finally{
    lock.unlock();
}

上述访问方式其实是一种对共享资源加悲观锁的访问方式。

而AtomicReference提供了以无锁方式访问共享资源的能力，看看如何通过AtomicReference保证线程安全，来看个具体的例子：

public class AtomicRefTest {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        AtomicReference ref = new AtomicReference<>(new Integer(1000));

        List list = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            Thread t = new Thread(new Task(ref), "Thread-" + i);
            list.add(t);
            t.start();
        }

        for (Thread t : list) {
            t.join();
        }

        System.out.println(ref.get());    // 打印2000
    }

}

class Task implements Runnable {
    private AtomicReference ref;

    Task(AtomicReference ref) {
        this.ref = ref;
    }
    
    @Override
    public void run() {
        for (; ; ) {    //自旋操作
            Integer oldV = ref.get();   
            if (ref.compareAndSet(oldV, oldV + 1))  // CAS操作 
                break;
        }
    }
}

上述示例，最终打印“2000”。

该示例并没有使用锁，而是使用自旋+CAS的无锁操作保证共享变量的线程安全。1000个线程，每个线程对金额增加1，最终结果为2000，如果线程不安全，最终结果应该会小于2000。

通过示例，可以总结出AtomicReference的一般使用模式如下：

AtomicReference