JAVA编程中对13个原子类的使用与总结
1、前言
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在java编程过程中,我们大量用到8基本数据类型,用到引用类型数据,在单线程中,对这些数值的读写操作可以不用考虑线程安全问题,但在在Java并发比编程中,要想保证一些操作不被其他线程干扰,就需要保证原子性,JDK中提供了13个原子操作类来帮助我们进行开发,所以在此我写下对《java并发编程的艺术》一书中Java原子操作类的重点内容的总结和分析。**
2.使用原子的方式更新基本类型,Atomic包提供了以下3个类。
(1)AtomicBoolean: 原子更新布尔类型。
(2)AtomicInteger: 原子更新整型。
(3)AtomicLong: 原子更新长整型。
以上3个类提供的方法几乎一模一样,以AtomicInteger为例进行详解,AtomicIngeter的常用方法如下:
(1)int addAndGet(int delta): 以原子的方式将输入的数值与实例中的值相加,并返回结果。
(2)boolean compareAndSet(int expect, int update): 如果输入的值等于预期值,则以原子方式将该值设置为输入的值。
(3)int getAndIncrement(): 以原子的方式将当前值加1,注意,这里返回的是自增前的值。
(4)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。
(5)int getAndSet(int newValue): 以原子的方式设置为newValue,并返回旧值。
Atomic包里的类基本都是使用Unsafe下的CAS方法实现,方法如下:
Unsafe只提供了三种CAS方法: compareAndSwapObject、compareAndSwapInt和compateAndSwapLong,其他类型都是转成这三种类型再使用对应的方法去原子更新的。
3、原子更新数组
通过原子的方式更新数组里的某个元素,Atomic包提供了以下的4个类:
(1)AtomicIntegerArray: 原子更新整型数组里的元素。
(2)AtomicLongArray: 原子更新长整型数组里的元素。
(3)AtomicReferenceArray: 原子更新引用类型数组里的元素。
这三个类的最常用的方法是如下两个方法:
(1)get(int index):获取索引为index的元素值。
(2)compareAndSet(int i,E expect,E update): 如果当前值等于预期值,则以原子方式将数组位置i的元素设置为update值。
以AtomicReferenceArray举例如下:
需要注意的是,数组value通过构造方法传递进去,然后AtoReferenceArray会将当前数组复制一份,所以当AtoReferenceArray对内部的数组元素修改的时候,不会影响原先传入的referenceArray数组。
4、原子更新引用类型
Atomic包提供了以下三个类:
(1)AtomicReference: 原子更新引用类型。
(2)AtomicReferenceFieldUpdater: 原子更新引用类型的字段。
(3)AtomicMarkableReferce: 原子更新带有标记位的引用类型。
这三个类提供的方法都差不多,首先构造一个引用对象,然后把引用对象set进Atomic类,然后调用compareAndSet等一些方法去进行原子操作,原理都是基于Unsafe实现,但AtomicReferenceFieldUpdater略有不同,更新的字段必须用volatile修饰,下面提供一段示例代码:
5、原子更新字段类
Atomic包提供了四个类进行原子字段更新:
(1)AtomicIntegerFieldUpdater: 原子更新整型的字段的更新器。
(2)AtomicLongFieldUpdater: 原子更新长整型字段的更新器。
(3)AtomicStampedFieldUpdater: 原子更新带有版本号的引用类型。
(4)AtomicReferenceFieldUpdater: 上面已经说过此处不在赘述。
这四个类的使用方式都差不多,示例代码如上一小节的AtomicReferenceFieldUpdater一样,要想原子地更新字段类需要两步。第一步,因为原子更新字段类都是抽象类,每次使用的时候必须使用静态方法newUpdater()创建一个更新器,并且需要设置想要更新的类和属性。第二步,更新类的字段必须使用public volatile修饰。
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来源参考《Java并发编程的艺术》