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java并发系列(6)——原子更新类

java并发系列(6)——原子更新类

作者: 康康不遛猫 | 来源:发表于2017-05-05 18:07 被阅读0次

    1、原子更新基本类
    •AtomicBoolean:原子更新布尔类型。
    •AtomicInteger:原子更新整型。
    •AtomicLong:原子更新长整型。
    方法
    •int addAndGet(int delta):以原子方式将输入的数值与实例中的值(AtomicInteger里的value)相加,并返回结果。
    •boolean compareAndSet(int expect,int update):如果输入的数值等于预期值,则以原子方式将该值设置为输入的值。
    •int getAndIncrement():以原子方式将当前值加1,注意,这里返回的是自增前的值。
    •int getAndSet(int newValue):以原子方式设置为new-Value的值,并返回旧值。
    •void lazySet(int newValue):最终会设置成newValue,使用lazySet设置值后,可能导致其他线程在之后的一小段时间内还是可以读到旧的值。

    2、原子更新数组
    •AtomicIntegerArray:原子更新整型数组里的元素。
    •AtomicLongArray:原子更新长整型数组里的元素。
    •AtomicReferenceArray:原子更新引用类型数组里的元素。
    •AtomicIntegerArray类主要是提供原子的方式更新数组里的整型,其常用方法如下。
    ◦int addAndGet(int i,int delta):以原子方式将输入值与数组中索引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。

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

    以下是输出的结果。
    3
    1
    需要注意的是,数组value通过构造方法传递进去,然后AtomicIntegerArray会将当前数组复制一份,所以当AtomicIntegerArray对内部的数组元素进行修改时,不会影响传入的数组。

    3、原子更新引用类型
    •AtomicReference:原子更新引用类型。
    •AtomicReferenceFieldUpdater:原子更新引用类型里的字段。
    •AtomicMarkableReference:原子更新带有标记位的引用类型。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,booleaninitialMark)。

    public class AtomicReferenceTest {
     
        public static AtomicReference<User> atomicUserRef = new AtomicReference<User>();
        private static AtomicIntegerFieldUpdater<User> atomicIntegerFieldUpdater   
            = AtomicIntegerFieldUpdater.newUpdater(User.class, "old"); 
     
        public static void main(String[] args) {
            User user = new User("conan", 15);
            atomicUserRef.set(user);
            User updateUser = new User("Shinichi", 17);
            atomicUserRef.compareAndSet(user, updateUser);
            System.out.println(atomicUserRef.get().getName());
            System.out.println(atomicUserRef.get().getOld());
            System.out.println(atomicIntegerFieldUpdater.getAndIncrement(user)); 
        }
     
        public static class User {
            private String name;
            private 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;
            }
        }
    }
    

    4、原子更新字段类
    •AtomicIntegerFieldUpdater:原子更新整型的字段的更新器。
    •AtomicLongFieldUpdater:原子更新长整型字段的更新器。
    •AtomicStampedReference:原子更新带有版本号的引用类型。该类将整数值与引用关联起来,可用于原子的更新数据和数据的版本号,可以解决使用CAS进行原子更新时可能出现的ABA问题。

    import java.util.concurrent.atomic.AtomicStampedReference;  
      
    public class AtomicStampedReferenceTest {  
          
        public final static AtomicStampedReference <String>ATOMIC_REFERENCE = new AtomicStampedReference<String>("abc" , 0);  
          
        public static void main(String []args) {  
            for(int i = 0 ; i < 100 ; i++) {  
                final int num = i;  
                final int stamp = ATOMIC_REFERENCE.getStamp();  
                new Thread() {  
                    public void run() {  
                        try {  
                            Thread.sleep(Math.abs((int)(Math.random() * 100)));  
                        } catch (InterruptedException e) {  
                            e.printStackTrace();  
                        }  
                        if(ATOMIC_REFERENCE.compareAndSet("abc" , "abc2" , stamp , stamp + 1)) {  
                            System.out.println("我是线程:" + num + ",我获得了锁进行了对象修改!");  
                        }  
                    }  
                }.start();  
            }  
            new Thread() {  
                public void run() {  
                    int stamp = ATOMIC_REFERENCE.getStamp();  
                    while(!ATOMIC_REFERENCE.compareAndSet("abc2", "abc" , stamp , stamp + 1));  
                    System.out.println("已经改回为原始值!");  
                }  
            }.start();  
        }  
    }  
    

    第一步,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AtomicIntegerFieldUpdater.newUpdater创建一个更新器,并且需要设置想要更新的类和属性。第二步,更新类的字段(属性)必须使用public volatile修饰符(private volatile int old)

    5、AtomicInteger 内部实现
    AtomicInteger 是如何实现原子操作的呢? 我们先来看一下getAndIncrement的源代码:

    public final int getAndIncrement() { 
            for (;;) { 
                int current = get();  // 取得AtomicInteger里存储的数值 
                int next = current + 1;  // 加1 
                if (compareAndSet(current, next))   // 调用compareAndSet执行原子更新操作 
                    return current; 
            } 
        } 
    

    这段代码写的很巧妙:
    1,compareAndSet方法首先判断当前值是否等于current;
    2,如果当前值 = current ,说明AtomicInteger的值没有被其他线程修改;
    3,如果当前值 != current,说明AtomicInteger的值被其他线程修改了,这时会再次进入循环重新比较;

    注意这里的compareAndSet方法,源代码如下:
    public final boolean compareAndSet(int expect, int update) {
    return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);
    }

    调用Unsafe来实现
    private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();

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