【实战Java高并发程序设计 4】数组也能无锁:AtomicIntegerArray

【实战Java高并发程序设计 1】Java中的指针:Unsafe类

【实战Java高并发程序设计 2】无锁的对象引用:AtomicReference

【实战Java高并发程序设计 3】带有时间戳的对象引用:AtomicStampedReference

除了提供基本数据类型外,JDK还为我们准备了数组等复合结构。当前可用的原子数组有:AtomicIntegerArrayAtomicLongArrayAtomicReferenceArray,分别表示整数数组、long型数组和普通的对象数组。

这里以AtomicIntegerArray为例,展示原子数组的使用方式。

AtomicIntegerArray本质上是对int[]类型的封装。使用Unsafe类通过CAS的方式控制int[]在多线程下的安全性。它提供了以下几个核心API

//获得数组第i个下标的元素
public final int get(int i)
//获得数组的长度
public final int length()
//将数组第i个下标设置为newValue,并返回旧的值
public final int getAndSet(int i, int newValue)
//进行CAS操作,如果第i个下标的元素等于expect,则设置为update,设置成功返回true
public final boolean compareAndSet(int i, int expect, int update)
//将第i个下标的元素加1
public final int getAndIncrement(int i)
//将第i个下标的元素减1
public final int getAndDecrement(int i)
//将第i个下标的元素增加delta(delta可以是负数)
public final int getAndAdd(int i, int delta)

下面给出一个简单的示例,展示AtomicIntegerArray使用:

01 public class AtomicIntegerArrayDemo {
02    static AtomicIntegerArray arr = new AtomicIntegerArray(10);
03     public static class AddThread implements Runnable{
04         public void run(){
05            for(int k=0;k<10000;k++)
06                 arr.getAndIncrement(k%arr.length());
07         }
08     }
09    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
10         Thread[] ts=new Thread[10];
11         for(int k=0;k<10;k++){
12             ts[k]=new Thread(new AddThread());
13         }
14         for(int k=0;k<10;k++){ts[k].start();}
15         for(int k=0;k<10;k++){ts[k].join();}
16         System.out.println(arr);
17    }
18 }

上述代码第2行,申明了一个内含10个元素的数组。第3行定义的线程对数组内10个元素进行累加操作,每个元素各加1000次。第11行,开启10个这样的线程。因此,可以预测,如果线程安全,数组内10个元素的值必然都是10000。反之,如果线程不安全,则部分或者全部数值会小于10000

程序的输出结果如下:

[10000, 10000, 10000, 10000, 10000, 10000, 10000, 10000, 10000, 10000]

这说明AtomicIntegerArray确实合理地保证了数组的线程安全性。

【实战Java高并发程序设计 1】Java中的指针:Unsafe类

【实战Java高并发程序设计 2】无锁的对象引用:AtomicReference

【实战Java高并发程序设计 3】带有时间戳的对象引用:AtomicStampedReference


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【实战Java高并发程序设计 4】数组也能无锁:AtomicIntegerArray_第1张图片


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