并发编程（九）：继续探索 j​.u.c ​中的 Atomic 12 个原子操作

基本类型

Atomic提供以下几个类

• AtomicBoolean

• AtomicLong

• AtomicInteger

它们的实现方法都类似，采用Unsafe实现，如AtomicInteger为例

static {
try {
valueOffset = unsafe.objectFieldOffset
(AtomicInteger.class.getDeclaredField(“value”));
} catch (Exception ex) { throw new Error(ex); }
}

上面代码是根据类中‘‘value’’字段取内存地址，而value采用 volatile字段进行修饰

private volatile int value;

AtomicInteger主要方法

• get()        //获取值

• getAndIncrement()        //当前值加1， 并返回 旧值

• getAndDecrement()      //当前值减1，并返回 旧值

• incrementAndGet()      //当前值加1并返回新值

• decrementAndGet()     //当前值减1并返回新值

• compareAndSet(expect,update)     //当前值为预期值时， 更新新值

面试题

1. 请回答以下代码的值分别是什么 ？

public class AtomicIntegerDemo {
public static void main(String[] args) {
AtomicInteger atomic = new AtomicInteger();
System.out.println(atomic.getAndIncrement());
System.out.println(atomic.incrementAndGet());
atomic.lazySet(4);
System.out.println(atomic.compareAndSet(2,4));
System.out.println(atomic.get());
}
}

2.为什么AtomicBoolean源码中value为什么是int类型？

数据类型

Atomic提供以下几个类：

• AtomicIntegerArray

• AtomicLongArray

• AtomicReferenceArray

采用原子数组方式实现

private static final int shift;
private final int[] array;


static {
int scale = unsafe.arrayIndexScale(int[].class);
if ((scale & (scale – 1)) != 0)
throw new Error(“data type scale not a power of two”);
shift = 31 – Integer.numberOfLeadingZeros(scale);
}

AtomicIntegerArrary主要的方法：

• addAndGet   //对指定下标的值进行两值相加并返回

• compareAndSet   //对指定下标的值,若为期待值时进行赋值返回 true

• get  //返回指定下标的值

• getAndIncrement

• incrementAndGet

• getAndDecrement

• decrementAndGet

AtomicReferenceArray构造方法必须有参数，初始化组数长度。在每次操作时跟数组操作是一样的，每次操作都要带着下标去操作方法

AtomicReferenceArray array = new AtomicReferenceArray(1);

面试题

1.请回答以下代码输出结果是什么？

public class AtomicIntegerArrayDemo {
public static void main(String[] args) {
int[] v =new int[]{1,2};
AtomicIntegerArray array = new AtomicIntegerArray(v);
System.out.println(array.addAndGet(0,3));
System.out.println(array.get(0));
System.out.println(array.compareAndSet(1,2,10));
System.out.println(array.get(1));
}
}

引用类型

Atomic提供以下几个类

• AtomicReference  //原子引用类型

• AtomicMarkableReference    //带有标记位的引用类型

• AtomicStampedReference //带有版本号的引用类型

AtomicReference的实现方式与基本类型实现相同，但不同的是V是可变对象，而不像基本类型那样是具体的基本类型。

static {
try {
valueOffset = unsafe.objectFieldOffset
(AtomicReference.class.getDeclaredField(“value”));
} catch (Exception ex) { throw new Error(ex); }
}


private volatile V value;

AtomicMarkableReference是解决ABA的问题， 它不关心版本号，关心的是数据是否有变化

private static class Pair<T> {
final T reference;
final boolean mark;
private Pair(T reference, boolean mark) {
this.reference = reference;
this.mark = mark;
}
static Pair of(T reference, boolean mark) {
return new Pair(reference, mark);
}
}


private volatile Pair pair;

AtomicStampedReference的实现与AtomicMarkableReference的实现类似。也是解决ABA问题，

private static class Pair<T> {
final T reference;
final int stamp;
private Pair(T reference, int stamp) {
this.reference = reference;
this.stamp = stamp;
}
static Pair of(T reference, int stamp) {
return new Pair(reference, stamp);
}
}


private volatile Pair pair;

属性类型

Atomic提供以下几个类

• AtomicIntegerFieldUpdater   //整型字段更新器

• AtomicLongFieldUpdater     //长整型字段更新器

• AtomicReferenceFieldUpdater   //引用字段的更新器

AtomicIntegerFieldUpdater主要方法

• newUpdater

• incrementAndGet

• getAndIncrement

• getAndDecrement

• get

• getAndAdd

• getAndSet

• decrementAndGet

• lazySet

这些方法的原理跟上面的类都差不多，这里就不加注释了非常好理解。

AtomicIntegerFieldUpdater是个抽象类，不通过直接new对象，而需要使用静态方法创建对象， 请看源码

public abstract class AtomicIntegerFieldUpdater<T> {
@CallerSensitive
public static AtomicIntegerFieldUpdater newUpdater(Class<U> tclass,
String fieldName) {
return new AtomicIntegerFieldUpdaterImpl
(tclass, fieldName, Reflection.getCallerClass());
}