当在多线程情况时，同时更新一个共享变量，可能得不到预期的结果。通常我们会使用synchronized来解决这个问题。而Java从JDK 1.5开始提供了java.util.concurrent.atomic包，这个包中的原子操作类提供了一种用法简单、性能高效、线程安全地更新一个变量的方式。
因为变量的类型有很多种，所以在Atomic包里一共提供了13个类，属于4种类型的原子更新方式，分别是原子更新基本类型、原子更新数组、原子更新引用和原子更新属性（字段）。Atomic包里的类基本都是使用Unsafe实现的包装类。
原子更新基本类型类
使用原子的方式更新基本类型，Atomic包提供了以下3个类：
AtomicBoolean：原子更新布尔类型。
AtomicInteger：原子更新整型。
AtomicLong：原子更新长整型。
下面以AtomicInteger为例进行讲解，AtomicInteger的常用方法如下。
·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。
·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。
·int getAndSet（int newValue）：以原子方式设置为newValue的值，并返回旧值。
public class AtomicIntegerDemo {
private static AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(0);
public static void main(String[] args) {
System.out.println(atomicInteger.addAndGet(2));//2
System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2,4));//true
System.out.println(atomicInteger.getAndSet(6));//4
System.out.println(atomicInteger.incrementAndGet());//7
System.out.println(atomicInteger.getAndIncrement());//7
System.out.println(atomicInteger.get());//8;
}
}
可以发现AtomicInteger底层都是通过unsafe.compareAndSwapInt方法实现。
public final boolean compareAndSet(int expect, int update) {
return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);
}
注: Atomic包提供了3种基本类型的原子更新，但是Java的基本类型里还有char、float和double等。那么问题来了，如何原子的更新其他的基本类型呢？Atomic包里的类基本都是使用Unsafe实现的，让我们一起看一下Unsafe的源码：
/**
* 如果当前数值是expected，则原子的将Java变量更新成x
* @return 如果更新成功则返回true
*/
public final native boolean compareAndSwapObject(Object o,long offset,Object expected,Object x);
public final native boolean compareAndSwapInt(Object o, long offset,int expected,int x);
public final native boolean compareAndSwapLong(Object o, long offset,long expected,long x);
通过代码，我们发现Unsafe只提供了3种CAS方法：compareAndSwapObject、compareAndSwapIntcompareAndSwapLong，再看AtomicBoolean源码，发现它是先把Boolean转换成整型，再使用compareAndSwapInt进行CAS，所以原子更新char、float和double变量也可以用类似的思路来实现。
原子更新数组
通过原子的方式更新数组里的某个元素，Atomic包提供了以下3个类。
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。
下面以AtomicIntegerArray类为例，介绍其常用方法：
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。
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));//3
ai.addAndGet(0,2);
System.out.println(ai.get(0));//5
}
原子更新引用类型
原子更新基本类型的AtomicInteger，只能更新一个变量，如果要原子更新多个变量，就需要使用这个原子更新引用类型提供的类。Atomic包提供了以下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）。
原子更新字段类
如果需原子地更新某个类里的某个字段时，就需要使用原子更新字段类，Atomic包提供了以下3个类进行原子字段更新。
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。
要想原子地更新字段类需要两步。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。
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