Java中的Atomic包使用指南

java通常的代码无法直接使用操作底层的硬件，为了使java具备该能力，增加了Unsafe类

java的并发包中底层大量的使用这个类的功能，了解这个类有助于了解java 并发包，理解为什么并发包中的类的并发性能为什么会比使用synchronized好

Atomic包介绍

在Atomic包里一共有12个类，四种原子更新方式，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

用于通过原子的方式更新基本类型，Atomic包提供了以下三个类：

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

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。

AtomicInteger的demo:

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class Main {

    static Integer a=3;

    static AtomicInteger ai = new AtomicInteger(a);

    public static void main(String[] args) {

        System.out.println(ai.getAndIncrement());

        System.out.println(ai.get());

        System.out.println(a);

    }

}

原子更新数组类

通过原子的方式更新数组里的某个元素，Atomic包提供了以下三个类：

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。

AtomicIntegerArray类主要是提供原子的方式更新数组里的整型，其常用方法如下

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。

代码：

import java.util.concurrent.atomic.AtomicIntegerArray;

public class Main {

    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));

        System.out.println(value[0]);

        System.out.println(ai.get(1));

        ai.getAndSet(1,5);

        System.out.println(ai.get(1));

    }

}

AtomicIntegerArray类需要注意的是，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，不会影响到传入的数组。

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，如果要原子的更新多个变量，就需要使用这个原子更新引用类型提供的类。Atomic包提供了以下三个类：

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。可以原子的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, boolean initialMark)

代码：

import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference;

public class Main {

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

    public static void main(String[] args) {

        User user = new User("conan", 15);

        atomicUserRef.set(user);

        User updateUser = new User("Shinichi", 17);

        atomicUserRef.compareAndSet(user, updateUser);

        System.out.println(atomicUserRef.get().getName());

        System.out.println(atomicUserRef.get().getOld());

        System.out.println(user.getName());

        System.out.println(user.getOld());

    }

    static class User {

        private String name;

        private int old;

        public User(String name, int old) {

            this.name = name;

            this.old = old;

        }

        public String getName() {

            return name;

        }

        public int getOld() {

            return old;

        }

    }

}

Shinichi

17

conan

15

原子更新字段类

如果我们只需要某个类里的某个字段，那么就需要使用原子更新字段类，Atomic包提供了以下三个类：

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。

原子更新字段类都是抽象类，每次使用都时候必须使用静态方法newUpdater创建一个更新器。原子更新类的字段的必须使用public volatile修饰符。

代码：

import java.util.concurrent.atomic.AtomicIntegerFieldUpdater;

public class Main {

    private static AtomicIntegerFieldUpdater<User> a = AtomicIntegerFieldUpdater

            .newUpdater(User.class, "old");

    public static void main(String[] args) {

        User conan = new User("conan", 10);

        System.out.println(a.getAndIncrement(conan));

        System.out.println(a.get(conan));

        System.out.println(conan.getOld());

    }

    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;

        }

    }

}

http://ifeve.com/java-atomic/

http://blog.csdn.net/zhangerqing/article/details/43057799