實現(xiàn)全局自增id最簡單有效的方式是什么？ java.util.concurrent.atomic 包定義了一些常見類型的原子變量。這些原子變量為我們提供了一種操作單一變量無鎖( lock-free )的線程安全( thread-safe )方式。實際上該包下面的類為我們提供了類似 volatile 變量的特性，同時還提供了諸如 boolean compareAndSet(expectedValue, updateValue) 的功能。不使用鎖實現(xiàn)線程安全聽起來似乎很不可思議，這其實是通過CPU的compare and swap指令實現(xiàn)的，由于硬件指令支持當然不需要加鎖了。

先不去討論這些細節(jié)，我們來看一下原子變量的用法。一個典型的用法是可以使用原子變量輕松實現(xiàn)全局自增id，就像下面這樣：

// 線程安全的序列id生成器

class Sequencer {

private final AtomicLong sequenceNumber = new AtomicLong(0);

publiclongnext() {

return sequenceNumber.getAndIncrement();

}

}

上述代碼利用AtomicLong創(chuàng)建了一個Sequencer類，不斷調(diào)用該類的next()方法就可以得到線程安全的自增id，用起來非常簡單直觀。下面我們給出每種原子變量類型的用法說明。

AtomicInteger and AtomicLong

AtomicInteger 和 AtomicLong 分別代表原子類型的整型和長整型，這兩個類提供十分相似的功能，僅僅是位寬不同。如上例所示，原子整型可用于多線程下全局自增id，除此之外還提供了原子 比較-賦值 等操作，諸如 compareAndSet(expect, update) ， decrementAndGet() ， getAndDecrement() ， getAndSet(newValue) 等等，更全面的接口描述可參考JDK文檔。需要提醒的是這些函數(shù)都是通過原子CPU指令實現(xiàn)，執(zhí)行效率較高。

原子整型看似跟普通整型( Integer, Long )類型相似，但不能使用原子整型替代普通整型，因為原子整型是可變的，而普通整型不可變。由于這個原因，使用原子整型作為Map的key并不是個好主意。

你可能會想當然的以為應(yīng)該有 AtomicFloat 和 AtomicDouble ，遺憾的是類庫里并沒有這兩個類型， AtomicByte 和 AtomicShort 也沒有。如果需要替代方案是使用 AtomicInteger 和 AtomicLong 。可通過 Float.floatToRawIntBits(float) 和 Float.intBitsToFloat(int) 將Float存儲到 AtomicInteger 中，類似的Double類型也可以存儲到 AtomicLong 中。

AtomicReference

AtomicReference 用于存放一個可以原子更新的對象引用。該類包含 get() , set() , compareAndSet() , getAndSet() 等原子方法來獲取和更新其代表的對象引用。

AtomicXXXArray

atomic包下面有三種原子數(shù)組： AtomicIntegerArray , AtomicLongArra , AtomicReferenceArray ，分別代表整型、長整型和引用類型的原子數(shù)組。原子數(shù)組使得我們可以線程安全的方式去修改和訪問數(shù)組里的單個元素。簡單示例如下：

// 原子數(shù)組示例

AtomicLongArray longArray = new AtomicLongArray(10);// 創(chuàng)建長度為10的原子數(shù)組

longArray.set(1, 100);

long v = longArray.getAndIncrement(1);

AtomicReferenceArray referenceArray = new AtomicReferenceArray<>(16);

referenceArray.set(3, "love");

referenceArray.compareAndSet(3, "love", "you");

簡單來說原子數(shù)組就是一種支持線程安全的數(shù)組，仍然具有數(shù)組“定長”的性質(zhì)，如果訪問元素超過了數(shù)組的長度，將會拋出 IndexOutOfBoundsException 。你可能已經(jīng)想到了，可以使用線程安全的容器來避免容量不足，我們會在后續(xù)章節(jié)介紹。

什么是線程安全？

線程安全是指多線程訪問是時，無論線程的調(diào)度策略是什么，程序能夠正確的執(zhí)行。導(dǎo)致線程不安全的一個原因是狀態(tài)不一致，如果線程A修改了某個共享變量(比如給id++)，而線程B沒有及時知道，就會導(dǎo)致B在錯誤的狀態(tài)上執(zhí)行，結(jié)果的正確性也就無法保證。原子變量為我們提供了一種保證單個狀態(tài)一致的簡單方式，一個線程修改了原子變量，另外的線程立即就能看到，這比通過鎖實現(xiàn)的方式效率要高；如果要同時保證多個變量狀態(tài)一致，就只能使用鎖了。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的原子变量 java_Java原子变量详解的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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