JDK学习笔记之AtomicInteger

AtomicInteger 可以算是一类Automic类的代表，在多线程的运行环境中，提供原子操作。

AtomicInteger 的 Java doc

AutomicInteger 可以让多线程程序更新一个int 值，但是保证更新的原子性，普通的Integer 更新的时候分为3步：

1. 读取int值
2. 计算更新后的int值
3. 将更新后的int值写回到内存中

由于这3步不是一个原子操作，所以多线程的更新的时候，就会出现线程a读取的值为1，并且根据1计算，但是在真正写入之前，这个值已经被b写成了别的值，这就会导致程序的错乱。这也就是为什么我们要用AutomicInteger的原因。

使用实例：
AtomicInteger ai = new AtomicInteger(0);
ai.addAndGet(5); // 5
ai.getAndAdd(1); // 5
ai.get(); // 6

原理

AtomicInteger内有一个Unsafe类，支持CAS操作，而且类内部还有一个value类（使用volatile保证内存更新可见性）记录对象值。

CAS是Compare And Swap 的缩写，也就是在更新前会比较目标对象的值是不是所期望的值，也就是一次更新需要2个值，期望的原来的值和要更新成的值。

例如： 将变量a 从1更新为2

Unsafe 是通过调用C++代码调用CPU指令达到原子性的操作，具体内部实现参看下面代码实例（给一个atomicInterger加一个值）：

    // var2 是变量内存地址， var4为要增加的值
    public final int getAndAddInt(Object var1, long var2, int var4) {  
        int var5;
        do {
            var5 = this.getIntVolatile(var1, var2);  // var5 拿到当前值
        } while(!this.compareAndSwapInt(var1, var2, var5, var5 + var4));

        return var5;
    } 

通过上面代码可以看出，如果没有更新成功，这个循环会一直进行。

ABA问题

上述的AtomicInteger原理虽然可以解决多线程并发的问题，但是并不完美，会有ABA的问题出现。
具体见 ABA

ABA的问题本质是因为CAS的方式是用乐观锁实现，不会锁住共享变量，是一种非阻塞的同步机制。
但是却没有大多数乐观锁的唯一递增version字段来保证更新的顺序，所以会出现ABA问题。