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• • 問(wèn)題背景
  • Lock
  • 使用Atomic

java中的Atomic類

問(wèn)題背景

在多線程環(huán)境中，我們最常遇到的問(wèn)題就是變量的值進(jìn)行同步。因?yàn)樽兞啃枰诙嗑€程中進(jìn)行共享，所以我們必須需要采用一定的同步機(jī)制來(lái)進(jìn)行控制。

通過(guò)之前的文章，我們知道可以采用Lock的機(jī)制，當(dāng)然也包括今天我們講的Atomic類。

下面我們從兩種方式來(lái)分別介紹。

Lock

在之前的文章中，我們也講了同步的問(wèn)題，我們?cè)倩仡櫼幌隆?如果定義了一個(gè)計(jì)數(shù)器如下：

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

如果是在單線程環(huán)境中，上面的代碼沒(méi)有任何問(wèn)題。但是如果在多線程環(huán)境中，counter++將會(huì)得到不同的結(jié)果。

因?yàn)殡m然counter++看起來(lái)是一個(gè)原子操作，但是它實(shí)際上包含了三個(gè)操作：讀數(shù)據(jù)，加一，寫(xiě)回?cái)?shù)據(jù)。

我們之前的文章也講了，如何解決這個(gè)問(wèn)題：

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

通過(guò)加synchronized，保證同一時(shí)間只會(huì)有一個(gè)線程去讀寫(xiě)counter變量。

通過(guò)volatile，保證所有的數(shù)據(jù)直接操作的主緩存，而不使用線程緩存。

這樣雖然解決了問(wèn)題，但是性能可能會(huì)受影響，因?yàn)閟ynchronized會(huì)鎖住整個(gè)LockCounter實(shí)例。

使用Atomic

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

一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的CAS包含三個(gè)操作：

將要操作的內(nèi)存地址M。

現(xiàn)有的變量A。

新的需要存儲(chǔ)的變量B。

CAS將會(huì)先比較A和M中存儲(chǔ)的值是否一致，一致則表示其他線程未對(duì)該變量進(jìn)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(dāng)更新失敗的情況下的業(yè)務(wù)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(nèi)存中讀取變量的值，類似于volatile變量。

set() – 將變量寫(xiě)回主內(nèi)存。類似于volatile變量。

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

compareAndSet() – 執(zhí)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(zhí)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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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的java中的Atomic类的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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