ConcurrentProgramming：Atomic 原子类

关键词

方法基于CAS实现+自旋
AtomicInteger -> Unsafe的对象 -> CAS实现+自旋

一、Atomic介绍

Atomic 翻译成中⽂是原⼦的意思。在化学上，我们知道原⼦是构成⼀般物质的最⼩单位，在化学反应中是不可分割的。在我们这⾥ Atomic 是指⼀个操作是不可中断的。即使是在多个线程⼀起执⾏的时候，⼀个操作⼀旦开始，就不会被其他线程⼲扰。

所以，所谓原⼦类说简单点就是具有原⼦/原⼦操作特征的类。

并发包 java.util.concurrent 的原⼦类都存放在 java.util.concurrent.atomic 下，如下图所示。

案例：

public class MyClass {private int count = 0;public void synchronized increment() {count++;}public void synchronized decrement() {count--;}
}

对于一个整数的加减操作，要保证线程安全，需要加锁，也就是加synchronized关键字。

有了Concurrent包的Atomic相关的类之后，synchronized关键字可以用AtomicInteger代替，其性能更好，对应的代码变为：

public class MyClass {private AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);public void add() {count.getAndIncrement();}public long minus() {count.getAndDecrement();}
}

源码：

上图中的U是Unsafe的对象：

AtomicInteger的getAndIncrement() 方法和getAndDecrement() 方法都调用了一个方法：U.getAndAddInt(…) 方法，该方法基于CAS实现：

do-while循环直到判断条件返回true为止。该操作称为自旋。

getAndAddInt 方法具有volatile的语义，也就是对所有线程都是同时可见的。

而weakCompareAndSetInt 方法的实现：
调用了compareAndSetInt 方法，该方法的实现：

上图中的方法中，

第一个参数表示要修改哪个对象的属性值；
第二个参数是该对象属性在内存的偏移量；
第三个参数表示期望值；
第四个参数表示要设置为的目标值。

二、分类

基本类型

使⽤原⼦的⽅式更新基本类型

AtomicInteger ：整形原⼦类
AtomicLong ：⻓整型原⼦类
AtomicBoolean ：布尔型原⼦类

数组类型

使⽤原⼦的⽅式更新数组⾥的某个元素

AtomicIntegerArray ：整形数组原⼦类
AtomicLongArray ：⻓整形数组原⼦类
AtomicReferenceArray ：引⽤类型数组原⼦类

引⽤类型

AtomicReference ：引⽤类型原⼦类
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，可⽤于解决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。
AtomicMarkableReference ：原⼦更新带有标记位的引⽤类型

对象的属性修改类型

AtomicIntegerFieldUpdater ：原⼦更新整形字段的更新器
AtomicLongFieldUpdater ：原⼦更新⻓整形字段的更新器
AtomicReferenceFieldUpdater ：原⼦更新引⽤类型字段的更新器