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• • 問題背景
  • Lock
  • 使用Atomic

java中的Atomic類

問題背景

在多線程環境中，我們最常遇到的問題就是變量的值進行同步。因為變量需要在多線程中進行共享，所以我們必須需要采用一定的同步機制來進行控制。

通過之前的文章，我們知道可以采用Lock的機制，當然也包括今天我們講的Atomic類。

下面我們從兩種方式來分別介紹。

Lock

在之前的文章中，我們也講了同步的問題，我們再回顧一下。 如果定義了一個計數器如下：

public class Counter {int counter;public void increment() {counter++;}}

如果是在單線程環境中，上面的代碼沒有任何問題。但是如果在多線程環境中，counter++將會得到不同的結果。

因為雖然counter++看起來是一個原子操作，但是它實際上包含了三個操作：讀數據，加一，寫回數據。

我們之前的文章也講了，如何解決這個問題：

public class LockCounter {private volatile int counter;public synchronized void increment() {counter++;} }

通過加synchronized，保證同一時間只會有一個線程去讀寫counter變量。

通過volatile，保證所有的數據直接操作的主緩存，而不使用線程緩存。

這樣雖然解決了問題，但是性能可能會受影響，因為synchronized會鎖住整個LockCounter實例。

使用Atomic

通過引入低級別的原子化語義命令（比如compare-and-swap (CAS)），從而能在保證效率的同時保證原子性。

一個標準的CAS包含三個操作：

將要操作的內存地址M。

現有的變量A。

新的需要存儲的變量B。

CAS將會先比較A和M中存儲的值是否一致，一致則表示其他線程未對該變量進行修改，則將其替換為B。 否則不做任何操作。

使用CAS可以不用阻塞其他的線程，但是我們需要自己處理好當更新失敗的情況下的業務邏輯處理情況。

Java提供了很多Atomic類，最常用的包括AtomicInteger, AtomicLong, AtomicBoolean, 和 AtomicReference.

其中的主要方法：

get() – 直接中主內存中讀取變量的值，類似于volatile變量。

set() – 將變量寫回主內存。類似于volatile變量。

lazySet() – 延遲寫回主內存。一種常用的情景是將引用重置為null的情況。

compareAndSet() – 執行CAS操作，成功返回true，失敗返回false。

weakCompareAndSet() – 比較弱的CAS操作，不同的是它不執行happens-before操作，從而不保證能夠讀取到其他變量最新的值。

我們看下怎么用：

public class AtomicCounter {private final AtomicInteger counter = new AtomicInteger(0);public int getValue() {return counter.get();}public void increment() {while(true) {int existingValue = getValue();int newValue = existingValue + 1;if(counter.compareAndSet(existingValue, newValue)) {return;}}} }

本文的例子可以參考https://github.com/ddean2009/learn-java-concurrency/tree/master/atomic

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更多教程請參考 flydean的博客

總結

以上是生活随笔為你收集整理的java中的Atomic类的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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