Atomic包的作用:

方便程序员在多线程环境下,无锁的进行原子操作

Atomic包核心:

Atomic包里的类基本都是使用Unsafe实现的包装类,核心操作是CAS原子操作

关于CAS

compare and swap,比较和替换技术,将预期值与当前变量的值比较(compare),如果相等则使用新值替换(swap)当前变量,否则不作操作;

现代CPU已广泛支持CAS指令,如果不支持,那么JVM将使用自旋锁,与互斥锁一样,两者都需先获取锁才能访问共享资源,但互斥锁会导致线程进入睡眠,而自旋锁会一直循环等待直到获取锁;

另外,有一点需要注意的是CAS操作中的ABA问题,即将预期值与当前变量的值比较的时候,即使相等也不能保证变量没有被修改过,因为变量可能由A变成B再变回A,解决该问题,可以给变量增加一个版本号,每次修改变量时版本号自增,比较的时候,同时比较变量的值和版本号即可

Atomic包主要提供四种原子更新方式

  • 原子方式更新基本类型
  • 原子方式更新数组
  • 原子方式更新引用
  • 原子方式更新字段

原子方式更新基本类型

以下三个类是以原子方式更新基本类型

  • AtomicBoolean:原子更新布尔类型。
  • AtomicInteger:原子更新整型。
  • AtomicLong:原子更新长整型。

以AtomicInteger为例:

package cn.com.example.concurrent.atomic;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

/**
* Created by Jack on 2017/1/7.
*/
public class AtomicIntegerTest extends Thread { private AtomicInteger atomicInteger; public AtomicIntegerTest(AtomicInteger atomicInteger) {
this.atomicInteger = atomicInteger;
} @Override
public void run() {
int i = atomicInteger.incrementAndGet();
System.out.println("generated out number:" + i);
} public static void main(String[] args) {
AtomicInteger counter = new AtomicInteger();
for (int i = 0; i < 10; i++) {//10个线程
new AtomicIntegerTest(counter).start();
}
}
}

输出:

generated  out number:1
generated out number:2
generated out number:3
generated out number:4
generated out number:5
generated out number:6
generated out number:7
generated out number:8
generated out number:9
generated out number:10

注意:Atomic包提供了三种基本类型的原子更新,剩余的Java的基本类型还有char,float和double等,其更新方式可以参考AtomicBoolean的思路来现,AtomicBoolean是把boolean转成整型再调用compareAndSwapInt进行CAS来实现的,类似的short和byte也可以转成整形,float和double可以利用Float.floatToIntBits,Double.doubleToLongBits转成整形和长整形进行相应处理

原子方式更新数组

以下三个类是以原子方式更新数组

  • 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

以AtomicIntegerArray为例,其方法与AtomicInteger很像,多了个数组下标索引

package cn.com.example.concurrent.atomic;

import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicIntegerArray; /**
* Created by Jack on 2017/1/7.
*/
public class AtomicIntegerArrayTest {
private static int threadCount = 1000;
private static CountDownLatch countDown = new CountDownLatch(threadCount);
static int[] values = new int[10];
static AtomicIntegerArray ai = new AtomicIntegerArray(values); private static class Counter implements Runnable {
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
for (int j = 0; j < 10; j++) {//所有元素+1
ai.getAndIncrement(j);
}
}
countDown.countDown();
}
} public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread[] threads = new Thread[threadCount];
for (int i = 0; i < threadCount; i++) {
threads[i] = new Thread(new Counter());
}
for (int i = 0; i < threadCount; i++) {
threads[i].start();
}
countDown.await();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println(ai.get(i) + " ");
}
System.out.println();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println(values[i] + " ");
}
}
}

输出:

100000
100000
100000
100000
100000
100000
100000
100000
100000
100000 0
0
0
0
0
0
0
0
0
0

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。

原子方式更新引用

以下三个类是以原子方式更新引用,与其它不同的是,更新引用可以更新多个变量,而不是一个变量

  • 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。

以AtomicReference为例

package cn.com.example.concurrent.atomic;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference;

/**
* Created by Jack on 2017/1/7.
*/
public class AtomicReferenceTest {
public static void main(String[] args) { // 创建两个Person对象,它们的id分别是101和102。
Person p1 = new Person(101);
Person p2 = new Person(102);
// 新建AtomicReference对象,初始化它的值为p1对象
AtomicReference ar = new AtomicReference(p1);
// 通过CAS设置ar。如果ar的值为p1的话,则将其设置为p2。
ar.compareAndSet(p1, p2); Person p3 = (Person) ar.get();
System.out.println("p3 is " + p3);
System.out.println("p3.equals(p1)=" + p3.equals(p1));
}
} class Person {
volatile long id; public Person(long id) {
this.id = id;
} public String toString() {
return "id:" + id;
}
}

输出:

p3 is id:102
p3.equals(p1)=false

新建AtomicReference对象ar时,将它初始化为p1。
紧接着,通过CAS函数对它进行设置。如果ar的值为p1的话,则将其设置为p2。
最后,获取ar对应的对象,并打印结果。p3.equals(p1)的结果为false,这是因为Person并没有覆盖equals()方法,而是采用继承自Object.java的equals()方法;而Object.java中的equals()实际上是调用"=="去比较两个对象,即比较两个对象的地址是否相等。

原子方式更新字段

以下三个类是以原子方式更新字段

  • AtomicIntegerFieldUpdater:原子更新整型字段的更新器。
  • 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,用于解决使用CAS进行原子更新时,可能出现的ABA问题。

以AtomicIntegerFieldUpdater为例

package cn.com.example.concurrent.atomic;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicIntegerFieldUpdater;

/**
* Created by Jack on 2017/1/7.
*/
public class AtomicIntegerFieldUpdaterTest { // 创建原子更新器,并设置需要更新的对象类和对象的属性
private static AtomicIntegerFieldUpdater<User> a = AtomicIntegerFieldUpdater.newUpdater(User.class, "old"); public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
// 设置柯南的年龄是10岁
User conan = new User("conan", 10);
// 柯南长了一岁,但是仍然会输出旧的年龄
System.out.println(a.getAndIncrement(conan));
// 输出柯南现在的年龄
System.out.println(a.get(conan));
} public static class User {
private String name;
public 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;
}
}
}

输出:

10
11

注意: old 需要声明为 volatile

java.util.concurrent.atomic 包详解的更多相关文章

  1. Java:多线程,java.util.concurrent.atomic包之AtomicInteger/AtomicLong用法

    1. 背景 java.util.concurrent.atomic这个包是非常实用,解决了我们以前自己写一个同步方法来实现类似于自增长字段的问题. 在Java语言中,增量操作符(++)不是原子的,也就 ...

  2. Java并发—原子类,java.util.concurrent.atomic包(转载)

    原子类 Java从JDK 1.5开始提供了java.util.concurrent.atomic包(以下简称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 ...

  3. 《java.util.concurrent 包源码阅读》02 关于java.util.concurrent.atomic包

    Aomic数据类型有四种类型:AomicBoolean, AomicInteger, AomicLong, 和AomicReferrence(针对Object的)以及它们的数组类型, 还有一个特殊的A ...

  4. 并发之java.util.concurrent.atomic原子操作类包

    15.JDK1.8的Java.util.concurrent.atomic包小结 14.Java中Atomic包的原理和分析 13.java.util.concurrent.atomic原子操作类包 ...

  5. JDK源码学习之 java.util.concurrent.automic包

    一.概述 Java从JDK1.5开始提供了java.util.concurrent.atomic包,方便程序员在多线程环境下无锁的进行原子操作.原子变量的底层使用了处理器提供的原子指令,但是不同的CP ...

  6. java.util.concurrent.atomic 类包详解

    java.util.concurrent包分成了三个部分,分别是java.util.concurrent.java.util.concurrent.atomic和java.util.concurren ...

  7. java并发编程:线程安全管理类--原子包--java.util.concurrent.atomic

    java.util.concurrent.atomic 的描述 AtomicBoolean 可以用原子方式更新的 boolean 值. AtomicInteger 可以用原子方式更新的 int 值. ...

  8. Java多线程:CAS与java.util.concurrent.atomic

    锁的几种概念 悲观锁 总是假设最坏的情况,每次获取数据都认为别人会修改,所以拿数据时会上锁,一直到释放锁不允许其他线程修改数据.Java中如synchronized和reentrantLock就是这种 ...

  9. 原子类java.util.concurrent.atomic.*原理分析

    原子类java.util.concurrent.atomic.*原理分析 在并发编程下,原子操作类的应用可以说是无处不在的.为解决线程安全的读写提供了很大的便利. 原子类保证原子的两个关键的点就是:可 ...

随机推荐

  1. Huffman树实现_详细注释

    //最优二叉树 #include <iostream> #include <iomanip> using namespace std; //定义结点类型 //[weight | ...

  2. c语言中->(间接成员运算符)的含义

    写于2016年12月12日. "->"称为间接成员运算符. 总体注解:这个运算符与指向结构(sturct)或联合(union)的指针一起使用,用来指明结构或联合的的成员.假设 ...

  3. Oracle 11g新特性延迟段创建和truncate的增强

    下面测试Oracle 11g开始的新特性truncate的增强和延迟段空间创建. Oracle从11g开始,当用户创建一张空表的时候不会先分配段和空间,只有当对这张表插入第一行数据的时候才分配段和空间 ...

  4. hadoop入门(2)——HDFS2.0应用场景、原理、基本架构及使用方法

    一.HDFS概述         优点:高容错性.适合批处理.适合大数据处理.流式文件访问:一次写入,多次读取.         缺点:不适合低延迟数据访问.不适合小文件存取(受限于NameNode) ...

  5. 8-04流程控制语句BEGIN ..END

     流程控制语句: 是用来控制程序流程的语句. 常用的流程控制语句的分类: 顺序结构:BEGIN...END 分支结构: IF ..ELSE 或CASE ..END 循环结构:WHILE 顺序结构 语法 ...

  6. TreeView checkbox 全选

    在使用TreeView 控件 ,进行权限管理的时候,需要使用 checkbox全选. 勾选父节点,子节点全部选中.取消父节点,子节点不选中. 勾选子节点,父节点也选中. 以下是在使用的例子: < ...

  7. 关于tarjan算法的理解

    理解要点如下 理解LOW[i]数组的迭代过程.. low[u]=min(dfn[v],dfn[u],low[v]); 理解这个..如果有环..那么后代就可以更新祖先 那么low[v]就有用了.. 那么 ...

  8. Codeforces Round #363 (Div. 2)

    A题 http://codeforces.com/problemset/problem/699/A 非常的水,两个相向而行,且间距最小的点,搜一遍就是答案了. #include <cstdio& ...

  9. PDA移动POS终端系统,实现专柜或店铺的收货、零售、盘点通过无线网络直接连接总部中央数据库,实现高效安全的移动供应链管理

    利用PDA移动终端,实现专柜或店铺的收货.零售.盘点等一体化操作,通过无线网络直接连接总部中央数据库,实现高效安全的移动供应链管理. · PDA订货会应用解决方案利用PDA或电脑系统,在订货会现场直接 ...

  10. 比管理员(administrator)更高权限的TrustedInstaller

    http://www.gezila.com/tutorials/9664.html 什么是TrustedInstaller管理权限 ?好多朋友都在使用Windows7系统.在使用过程中,有些朋友在删除 ...