摘要：即使是在多個(gè)線程一起執(zhí)行的時(shí)候，一個(gè)操作一旦開始，就不會(huì)被其他線程干擾。另外是一個(gè)變量，在內(nèi)存中可見，因此可以保證任何時(shí)刻任何線程總能拿到該變量的最新值。

個(gè)人覺得這一節(jié)掌握基本的使用即可！

本節(jié)思維導(dǎo)圖:

Atomic 翻譯成中文是原子的意思。在化學(xué)上，我們知道原子是構(gòu)成一般物質(zhì)的最小單位，在化學(xué)反應(yīng)中是不可分割的。在我們這里 Atomic 是指一個(gè)操作是不可中斷的。即使是在多個(gè)線程一起執(zhí)行的時(shí)候，一個(gè)操作一旦開始，就不會(huì)被其他線程干擾。

所以，所謂原子類說簡(jiǎn)單點(diǎn)就是具有原子/原子操作特征的類。

并發(fā)包 java.util.concurrent 的原子類都存放在java.util.concurrent.atomic下,如下圖所示。

根據(jù)操作的數(shù)據(jù)類型，可以將JUC包中的原子類分為4類

基本類型

使用原子的方式更新基本類型

AtomicInteger：整形原子類

AtomicLong：長(zhǎng)整型原子類

AtomicBoolean ：布爾型原子類

數(shù)組類型

使用原子的方式更新數(shù)組里的某個(gè)元素

AtomicIntegerArray：整形數(shù)組原子類

AtomicLongArray：長(zhǎng)整形數(shù)組原子類

AtomicReferenceArray ：引用類型數(shù)組原子類

引用類型

AtomicReference：引用類型原子類

AtomicStampedRerence：原子更新引用類型里的字段原子類

AtomicMarkableReference ：原子更新帶有標(biāo)記位的引用類型

對(duì)象的屬性修改類型

AtomicIntegerFieldUpdater:原子更新整形字段的更新器

AtomicLongFieldUpdater：原子更新長(zhǎng)整形字段的更新器

AtomicStampedReference ：原子更新帶有版本號(hào)的引用類型。該類將整數(shù)值與引用關(guān)聯(lián)起來，可用于解決原子的更新數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)的版本號(hào)，可以解決使用 CAS 進(jìn)行原子更新時(shí)可能出現(xiàn)的 ABA 問題。

下面我們來詳細(xì)介紹一下這些原子類。

使用原子的方式更新基本類型

AtomicInteger：整形原子類

AtomicLong：長(zhǎng)整型原子類

AtomicBoolean ：布爾型原子類

上面三個(gè)類提供的方法幾乎相同，所以我們這里以 AtomicInteger 為例子來介紹。

AtomicInteger 類常用方法

public final int get() //獲取當(dāng)前的值
public final int getAndSet(int newValue)//獲取當(dāng)前的值，并設(shè)置新的值
public final int getAndIncrement()//獲取當(dāng)前的值，并自增
public final int getAndDecrement() //獲取當(dāng)前的值，并自減
public final int getAndAdd(int delta) //獲取當(dāng)前的值，并加上預(yù)期的值
boolean compareAndSet(int expect, int update) //如果輸入的數(shù)值等于預(yù)期值，則以原子方式將該值設(shè)置為輸入值（update）
public final void lazySet(int newValue)//最終設(shè)置為newValue,使用 lazySet 設(shè)置之后可能導(dǎo)致其他線程在之后的一小段時(shí)間內(nèi)還是可以讀到舊的值。

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class AtomicIntegerTest {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        int temvalue = 0;
        AtomicInteger i = new AtomicInteger(0);
        temvalue = i.getAndSet(3);
        System.out.println("temvalue:" + temvalue + ";  i:" + i);//temvalue:0;  i:3
        temvalue = i.getAndIncrement();
        System.out.println("temvalue:" + temvalue + ";  i:" + i);//temvalue:3;  i:4
        temvalue = i.getAndAdd(5);
        System.out.println("temvalue:" + temvalue + ";  i:" + i);//temvalue:4;  i:9
    }

}

通過一個(gè)簡(jiǎn)單例子帶大家看一下基本數(shù)據(jù)類型原子類的優(yōu)勢(shì)

①多線程環(huán)境不使用原子類保證線程安全（基本數(shù)據(jù)類型）

class Test {
        private volatile int count = 0;
        //若要線程安全執(zhí)行執(zhí)行count++，需要加鎖
        public synchronized void increment() {
                  count++; 
        }

        public int getCount() {
                  return count;
        }
}

②多線程環(huán)境使用原子類保證線程安全（基本數(shù)據(jù)類型）

class Test2 {
        private AtomicInteger count = new AtomicInteger();

        public void increment() {
                  count.incrementAndGet();
        }
      //使用AtomicInteger之后，不需要加鎖，也可以實(shí)現(xiàn)線程安全。
       public int getCount() {
                return count.get();
        }
}

AtomicInteger 類的部分源碼：

    // setup to use Unsafe.compareAndSwapInt for updates（更新操作時(shí)提供“比較并替換”的作用）
    private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();
    private static final long valueOffset;

    static {
        try {
            valueOffset = unsafe.objectFieldOffset
                (AtomicInteger.class.getDeclaredField("value"));
        } catch (Exception ex) { throw new Error(ex); }
    }

    private volatile int value;

AtomicInteger 類主要利用 CAS (compare and swap) + volatile 和 native 方法來保證原子操作，從而避免 synchronized 的高開銷，執(zhí)行效率大為提升。

CAS的原理是拿期望的值和原本的一個(gè)值作比較，如果相同則更新成新的值。UnSafe 類的 objectFieldOffset() 方法是一個(gè)本地方法，這個(gè)方法是用來拿到“原來的值”的內(nèi)存地址，返回值是 valueOffset。另外 value 是一個(gè)volatile變量，在內(nèi)存中可見，因此 JVM 可以保證任何時(shí)刻任何線程總能拿到該變量的最新值。

使用原子的方式更新數(shù)組里的某個(gè)元素

AtomicIntegerArray：整形數(shù)組原子類

AtomicLongArray：長(zhǎng)整形數(shù)組原子類

AtomicReferenceArray ：引用類型數(shù)組原子類

上面三個(gè)類提供的方法幾乎相同，所以我們這里以 AtomicIntegerArray 為例子來介紹。

AtomicIntegerArray 類常用方法

public final int get(int i) //獲取 index=i 位置元素的值
public final int getAndSet(int i, int newValue)//返回 index=i 位置的當(dāng)前的值，并將其設(shè)置為新值：newValue
public final int getAndIncrement(int i)//獲取 index=i 位置元素的值，并讓該位置的元素自增
public final int getAndDecrement(int i) //獲取 index=i 位置元素的值，并讓該位置的元素自減
public final int getAndAdd(int delta) //獲取 index=i 位置元素的值，并加上預(yù)期的值
boolean compareAndSet(int expect, int update) //如果輸入的數(shù)值等于預(yù)期值，則以原子方式將 index=i 位置的元素值設(shè)置為輸入值（update）
public final void lazySet(int i, int newValue)//最終 將index=i 位置的元素設(shè)置為newValue,使用 lazySet 設(shè)置之后可能導(dǎo)致其他線程在之后的一小段時(shí)間內(nèi)還是可以讀到舊的值。

import java.util.concurrent.atomic.AtomicIntegerArray;

public class AtomicIntegerArrayTest {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        int temvalue = 0;
        int[] nums = { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };
        AtomicIntegerArray i = new AtomicIntegerArray(nums);
        for (int j = 0; j < nums.length; j++) {
            System.out.println(i.get(j));
        }
        temvalue = i.getAndSet(0, 2);
        System.out.println("temvalue:" + temvalue + ";  i:" + i);
        temvalue = i.getAndIncrement(0);
        System.out.println("temvalue:" + temvalue + ";  i:" + i);
        temvalue = i.getAndAdd(0, 5);
        System.out.println("temvalue:" + temvalue + ";  i:" + i);
    }

}

基本類型原子類只能更新一個(gè)變量，如果需要原子更新多個(gè)變量，需要使用 引用類型原子類。

AtomicReference：引用類型原子類

AtomicStampedRerence：原子更新引用類型里的字段原子類

AtomicMarkableReference ：原子更新帶有標(biāo)記位的引用類型

上面三個(gè)類提供的方法幾乎相同，所以我們這里以 AtomicReference 為例子來介紹。

import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference;

public class AtomicReferenceTest {

    public static void main(String[] args) {
        AtomicReference ar = new AtomicReference();
        Person person = new Person("SnailClimb", 22);
        ar.set(person);
        Person updatePerson = new Person("Daisy", 20);
        ar.compareAndSet(person, updatePerson);

        System.out.println(ar.get().getName());
        System.out.println(ar.get().getAge());
    }
}

class Person {
    private String name;
    private int age;

    public Person(String name, int age) {
        super();
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

}

上述代碼首先創(chuàng)建了一個(gè) Person 對(duì)象，然后把 Person 對(duì)象設(shè)置進(jìn) AtomicReference 對(duì)象中，然后調(diào)用 compareAndSet 方法，該方法就是通過通過 CAS 操作設(shè)置 ar。如果 ar 的值為 person 的話，則將其設(shè)置為 updatePerson。實(shí)現(xiàn)原理與 AtomicInteger 類中的 compareAndSet 方法相同。運(yùn)行上面的代碼后的輸出結(jié)果如下：

Daisy
20

如果需要原子更新某個(gè)類里的某個(gè)字段時(shí)，需要用到對(duì)象的屬性修改類型原子類。

AtomicIntegerFieldUpdater:原子更新整形字段的更新器

AtomicLongFieldUpdater：原子更新長(zhǎng)整形字段的更新器

AtomicStampedReference ：原子更新帶有版本號(hào)的引用類型。該類將整數(shù)值與引用關(guān)聯(lián)起來，可用于解決原子的更新數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)的版本號(hào)，可以解決使用 CAS 進(jìn)行原子更新時(shí)可能出現(xiàn)的 ABA 問題。

要想原子地更新對(duì)象的屬性需要兩步。第一步，因?yàn)閷?duì)象的屬性修改類型原子類都是抽象類，所以每次使用都必須使用靜態(tài)方法 newUpdater()創(chuàng)建一個(gè)更新器，并且需要設(shè)置想要更新的類和屬性。第二步，更新的對(duì)象屬性必須使用 public volatile 修飾符。

上面三個(gè)類提供的方法幾乎相同，所以我們這里以 AtomicIntegerFieldUpdater為例子來介紹。

import java.util.concurrent.atomic.AtomicIntegerFieldUpdater;

public class AtomicIntegerFieldUpdaterTest {
    public static void main(String[] args) {
        AtomicIntegerFieldUpdater a = AtomicIntegerFieldUpdater.newUpdater(User.class, "age");

        User user = new User("Java", 22);
        System.out.println(a.getAndIncrement(user));// 22
        System.out.println(a.get(user));// 23
    }
}

class User {
    private String name;
    public volatile int age;

    public User(String name, int age) {
        super();
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

}

輸出結(jié)果：

22
23

【強(qiáng)烈推薦】最后，給大家推薦一下阿里云最新雙11福利活動(dòng)（僅限阿里云新用戶購買，老用戶拉新用戶可以獲得返現(xiàn)紅包，后續(xù)有機(jī)會(huì)平分百萬紅包），優(yōu)惠力度非常非常非常大，另外加入拼團(tuán)，后續(xù)還有機(jī)會(huì)平分100w紅包！目前我的戰(zhàn)隊(duì)已經(jīng)有50多位新人了，現(xiàn)在是折上5折了也就是1折購買，已經(jīng)達(dá)到了最低折扣?。。。。?！。 劃重點(diǎn)了： 1核2G云服務(wù)器1年僅需99.5元?。?！1核2G云服務(wù)器3年僅需298.50元?。?！一個(gè)月僅需8.2元 該折扣僅限新人！這是我的團(tuán)隊(duì)拼團(tuán)地址：https://m.aliyun.com/act/team1111/#/share?params=N.FF7yxCciiM.hf47liqn ！

另外，老用戶可以加入我的戰(zhàn)隊(duì)幫忙拉新，拉新你可以獲得什么福利呢？①即時(shí)紅包，即拆即用（最低紅包10元，最高1111元）；②瓜分百萬紅包的機(jī)會(huì)（目前我的戰(zhàn)隊(duì)已經(jīng)有29位新人，所以沖進(jìn)前100的可能性非常大！沖進(jìn)之后即可瓜分百萬紅包?。鄯惮F(xiàn)獎(jiǎng)勵(lì)，如果你邀請(qǐng)了新人你會(huì)獲得返現(xiàn)獎(jiǎng)勵(lì)，返現(xiàn)獎(jiǎng)勵(lì)直接到你的賬戶?。ㄎ蚁Ｍ业膱F(tuán)隊(duì)最后能夠沖進(jìn)前100，別的不多說?。。≌\信?。?/p>