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🔥 Hi，我是丑丑。本文 「Java 路线」导读 —— 他山之石，可以攻玉 已收录，这里有 Android 进阶成长路线笔记 & 博客，欢迎跟着彭丑丑一起成长。（联系方式在 GitHub）

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前言

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目录

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前置知识

这篇文章的内容会涉及以下前置 / 相关知识，贴心的我都帮你准备好了，请享用~

• 并发编程： 「Java 路线」| 并发编程的基础概念

• 锁： 「Java 路线」| Java 中的锁

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2. 什么是原子操作？

原子操作（atomic operation）指：不可被分割的一个或一系列操作。在 Java 中，可以使用「锁」和 「自旋 CAS」来实现原子操作。

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3. CAS 存在的问题

3.1 ABA 问题：无法感知 ABA 的修改过程

在 CAS 操作中，会检查值是否符合预期值，符合则认为没有被修改过。但如果这个值原来是「A」，被修改为「B」，又被改为「A」，CAS 操作时无法感知的。

解决思路是增加时间戳或版本号，例如 JDK 1.5 中就提供了 AtomicMarkableReference（带更新标志位）和 AtomicStampedReference（带版本号），这些类的 CAS 操作除了检查值是否符合预期外，还会检查当前「标志位 / 版本号」是否也符合预期，这样就解决了 ABA 问题。

3.2 开销问题：长时间自旋开销大

在锁资源竞争紧张的情况下，会导致自旋 CAS 会长时间不成功，增大了 CPU 负载。

3.3 只能保证一个变量的原子操作

对一个变量进行 自旋 CAS 操作时，可以保证原子性。但如果对多个变量进行操作时，自旋 CAS 就无法保证原子性。

解决思路是将多个变量合并为一个变量，例如 JDK 1.5 中就提供了 AtomicReference 来保证引用对象之间的原子性。

public static AtomicReference<User> atomicUserRef = new AtomicReference<>();

User user  = new User("peng", 0);
atomicUserRef.set(user)
User newUser  = new User("xurui", 1);
atomicUserRef.compareAndSet(user, newUser);

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4. 原子操作类

从 JDK 1.5 开始，Java 提供了一系列原子操作类，具体可以划分为以下四种：

4.1 基本类型

• AtomicBoolean
• AtomicInteger
• AtomicLong

4.2 数组

• AtomicIntegerArray
• AtomicLongArray
• AtomicReferenceArray

4.3 引用

• AtomicReference
• AtomicMarkableReference（带更新标志位）
• AtomicStampedReference（带版本号）

4.4 字段

• AtomicIntegerFieldUpdater
• AtomicLongFieldUpdater
• AtomicReferenceFieldUpdater

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5. 总结

• CAS 实现原子操作存在三大问题，即：「ABA 问题：无法感知 ABA 的修改过程」、「开销问题：长时间自旋开销大」和「只能保证一个变量的原子操作」；
• 从 JDK 1.5 开始，Java 提供了一系列原子操作类。

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创作不易，你的「三连」是丑丑最大的动力，我们下次见！