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Java中的Atomic包使用指南

java从jdk1.5开始提供了java.util.concurrent.atomic包,方便程序员在多线程环境下,无锁的进行原子操作。原子变量的底层使用了处理器提供的原子指令,但是不同的cpu架构可能提供的原子指令不一样,也有可能需要某种形式的内部锁,所以该方法不能绝对保证线程不被阻塞。

在atomic包里一共有12个类,四种原子更新方式,分别是原子更新基本类型,原子更新数组,原子更新引用和原子更新字段。atomic包里的类基本都是使用unsafe实现的包装类。

用于通过原子的方式更新基本类型,atomic包提供了以下三个类:

atomicboolean:原子更新布尔类型。

atomicinteger:原子更新整型。

atomiclong:原子更新长整型。

atomicinteger的常用方法如下:

int addandget(int delta) :以原子方式将输入的数值与实例中的值(atomicinteger里的value)相加,并返回结果

boolean compareandset(int expect, int update) :如果输入的数值等于预期值,则以原子方式将该值设置为输入的值。

int getandincrement():以原子方式将当前值加1,注意:这里返回的是自增前的值。

int getandset(int newvalue):以原子方式设置为newvalue的值,并返回旧值。

atomicinteger例子代码如下:

<code>01</code>

<code>import</code> <code>java.util.concurrent.atomic.atomicinteger;</code>

<code>02</code>

<code>03</code>

<code>public</code> <code>class</code> <code>atomicintegertest {</code>

<code>04</code>

<code>05</code>

<code>    </code><code>static</code> <code>atomicinteger ai = </code><code>new</code> <code>atomicinteger(</code><code>1</code><code>);</code>

<code>06</code>

<code>07</code>

<code>    </code><code>public</code> <code>static</code> <code>void</code> <code>main(string[] args) {</code>

<code>08</code>

<code>        </code><code>system.out.println(ai.getandincrement());</code>

<code>09</code>

<code>        </code><code>system.out.println(ai.get());</code>

<code>10</code>

<code>    </code><code>}</code>

<code>11</code>

<code>12</code>

<code>}</code>

输出

通过原子的方式更新数组里的某个元素,atomic包提供了以下三个类:

atomicintegerarray:原子更新整型数组里的元素。

atomiclongarray:原子更新长整型数组里的元素。

atomicreferencearray:原子更新引用类型数组里的元素。

atomicintegerarray类主要是提供原子的方式更新数组里的整型,其常用方法如下

int addandget(int i, int delta):以原子方式将输入值与数组中索引i的元素相加。

boolean compareandset(int i, int expect, int update):如果当前值等于预期值,则以原子方式将数组位置i的元素设置成update值。

实例代码如下:

<code>public</code> <code>class</code> <code>atomicintegerarraytest {</code>

<code>    </code><code>static</code> <code>int</code><code>[] value = </code><code>new</code> <code>int</code><code>[] { </code><code>1</code><code>, </code><code>2</code> <code>};</code>

<code>    </code><code>static</code> <code>atomicintegerarray ai = </code><code>new</code> <code>atomicintegerarray(value);</code>

<code>        </code><code>ai.getandset(</code><code>0</code><code>, </code><code>3</code><code>);</code>

<code>        </code><code>system.out.println(ai.get(</code><code>0</code><code>));</code>

<code>                </code><code>system.out.println(value[</code><code>0</code><code>]);</code>

<code>13</code>

atomicintegerarray类需要注意的是,数组value通过构造方法传递进去,然后atomicintegerarray会将当前数组复制一份,所以当atomicintegerarray对内部的数组元素进行修改时,不会影响到传入的数组。

原子更新基本类型的atomicinteger,只能更新一个变量,如果要原子的更新多个变量,就需要使用这个原子更新引用类型提供的类。atomic包提供了以下三个类:

atomicreference:原子更新引用类型。

atomicreferencefieldupdater:原子更新引用类型里的字段。

atomicmarkablereference:原子更新带有标记位的引用类型。可以原子的更新一个布尔类型的标记位和引用类型。构造方法是atomicmarkablereference(v initialref, boolean initialmark)

atomicreference的使用例子代码如下:

<code>public</code> <code>class</code> <code>atomicreferencetest {</code>

<code>    </code><code>public</code> <code>static</code> <code>atomicreference&lt;user&gt; atomicuserref = </code><code>new</code> <code>atomicreference&lt;/user&gt;&lt;user&gt;();</code>

<code>        </code><code>user user = </code><code>new</code> <code>user(</code><code>"conan"</code><code>, </code><code>15</code><code>);</code>

<code>        </code><code>atomicuserref.set(user);</code>

<code>        </code><code>user updateuser = </code><code>new</code> <code>user(</code><code>"shinichi"</code><code>, </code><code>17</code><code>);</code>

<code>        </code><code>atomicuserref.compareandset(user, updateuser);</code>

<code>        </code><code>system.out.println(atomicuserref.get().getname());</code>

<code>        </code><code>system.out.println(atomicuserref.get().getold());</code>

<code>14</code>

<code>    </code><code>static</code> <code>class</code> <code>user {</code>

<code>15</code>

<code>        </code><code>private</code> <code>string name;</code>

<code>16</code>

<code>        </code><code>private</code> <code>int</code> <code>old;</code>

<code>17</code>

<code>18</code>

<code>        </code><code>public</code> <code>user(string name, </code><code>int</code> <code>old) {</code>

<code>19</code>

<code>            </code><code>this</code><code>.name = name;</code>

<code>20</code>

<code>            </code><code>this</code><code>.old = old;</code>

<code>21</code>

<code>        </code><code>}</code>

<code>22</code>

<code>23</code>

<code>        </code><code>public</code> <code>string getname() {</code>

<code>24</code>

<code>            </code><code>return</code> <code>name;</code>

<code>25</code>

<code>26</code>

<code>27</code>

<code>        </code><code>public</code> <code>int</code> <code>getold() {</code>

<code>28</code>

<code>            </code><code>return</code> <code>old;</code>

<code>29</code>

<code>30</code>

<code>31</code>

如果我们只需要某个类里的某个字段,那么就需要使用原子更新字段类,atomic包提供了以下三个类:

atomicintegerfieldupdater:原子更新整型的字段的更新器。

atomiclongfieldupdater:原子更新长整型字段的更新器。

atomicstampedreference:原子更新带有版本号的引用类型。该类将整数值与引用关联起来,可用于原子的更数据和数据的版本号,可以解决使用cas进行原子更新时,可能出现的aba问题。

原子更新字段类都是抽象类,每次使用都时候必须使用静态方法newupdater创建一个更新器。原子更新类的字段的必须使用public volatile修饰符。atomicintegerfieldupdater的例子代码如下:

<code>public</code> <code>class</code> <code>atomicintegerfieldupdatertest {</code>

<code>    </code><code>private</code> <code>static</code> <code>atomicintegerfieldupdater&lt;user&gt; a = atomicintegerfieldupdater</code>

<code>            </code><code>.newupdater(user.</code><code>class</code><code>, </code><code>"old"</code><code>);</code>

<code>        </code><code>user conan = </code><code>new</code> <code>user(</code><code>"conan"</code><code>, </code><code>10</code><code>);</code>

<code>        </code><code>system.out.println(a.getandincrement(conan));</code>

<code>        </code><code>system.out.println(a.get(conan));</code>

<code>    </code><code>public</code> <code>static</code> <code>class</code> <code>user {</code>

<code>        </code><code>public</code> <code>volatile</code> <code>int</code> <code>old;</code>

jdk1.6源码

<a href="http://dlc.sun.com.edgesuite.net/jdk/jdk-api-localizations/jdk-api-zh-cn/publish/1.6.0/html/zh_cn/api/">jdk1.6api文档</a>

<a href="http://www.docjar.com/html/api/sun/misc/unsafe.java.html">unsafe源码</a>