計算機中的atomic是指不能分割成若幹部分的意思。如果一段代碼被認為是atomic,則表示這段代碼在執行過程中,是不能被中斷的。通常來說,原子指令由硬體提供,供軟體來實作原子方法(某個線程進入該方法後,就不會被中斷,直到其執行完成)
在x86 平台上,cpu提供了在指令執行期間對總線加鎖的手段。cpu晶片上有一條引線#hlock pin,如果彙編語言的程式中在一條指令前面加上字首"lock",經過彙編以後的機器代碼就使cpu在執行這條指令的時候把#hlock pin的電位拉低,持續到這條指令結束時放開,進而把總線鎖住,這樣同一總線上别的cpu就暫時不能通過總線通路記憶體了,保證了這條指令在多處理器環境中的原子性
基本的特性就是在多線程環境下,當有多個線程同時執行這些類的執行個體包含的方法時,具有排他性,即當某個線程進入方法,執行其中的指令時,不會被其他線程打斷,而别的線程就像自旋鎖一樣,一直等到該方法執行完成,才由jvm從等待隊列中選擇一個另一個線程進入,這隻是一種邏輯上的了解。實際上是借助硬體的相關指令來實作的,不會阻塞線程(或者說隻是在硬體級别上阻塞了)。
其中的類可以分成4組
atomicboolean,atomicinteger,atomiclong,atomicreference
atomicintegerarray,atomiclongarray
atomiclongfieldupdater,atomicintegerfieldupdater,atomicreferencefieldupdater
atomicmarkablereference,atomicstampedreference,atomicreferencearray
atomic類的作用
使得讓對單一資料的操作,實作了原子化
使用atomic類建構複雜的,無需阻塞的代碼
通路對2個或2個以上的atomic變量(或者對單個atomic變量進行2次或2次以上的操作)通常認為是需要同步的,以達到讓這些操作能被作為一個原子單元。
2.1 atomicboolean , atomicinteger, atomiclong, atomicreference
這四種基本類型用來處理布爾,整數,長整數,對象四種資料。
構造函數(兩個構造函數)
預設的構造函數:初始化的資料分别是false,0,0,null
帶參構造函數:參數為初始化的資料
set( )和get( )方法:可以原子地設定和擷取atomic的資料。類似于volatile,保證資料會在主存中設定或讀取
getandset( )方法
原子的将變量設定為新資料,同時傳回先前的舊資料
其本質是get( )操作,然後做set( )操作。盡管這2個操作都是atomic,但是他們合并在一起的時候,就不是atomic。在java的源程式的級别上,如果不依賴synchronized的機制來完成這個工作,是不可能的。隻有依靠native方法才可以。
compareandset( ) 和weakcompareandset( )方法
這兩個方法都是conditional modifier方法。這2個方法接受2個參數,一個是期望資料(expected),一個是新資料(new);如果atomic裡面的資料和期望資料一緻,則将新資料設定給atomic的資料,傳回true,表明成功;否則就不設定,并傳回false。
對于atomicinteger、atomiclong還提供了一些特别的方法。getandincrement( )、incrementandget( )、getanddecrement( )、decrementandget ( )、addandget( )、getandadd( )以實作一些加法,減法原子操作。(注意 --i、++i不是原子操作,其中包含有3個操作步驟:第一步,讀取i;第二步,加1或減1;第三步:寫回記憶體)