atomicinteger如何保证原子性（并发编程九继续探索j）

今天继续探索j.u.c中的12个原子操作Atomic，可以进行分为四组。基本类型、数组类型、引用类型、属性类型。这些类都是采用Unsafe中的方法进行实现。

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？

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<User> 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)); } }

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 <T> Pair<T> of(T reference, boolean mark) { return new Pair<T>(reference, mark); } } private volatile Pair<V> 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 <T> Pair<T> of(T reference, int stamp) { return new Pair<T>(reference, stamp); } } private volatile Pair<V> pair;

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 <U> AtomicIntegerFieldUpdater<U> newUpdater(Class<U> tclass, String fieldName) { return new AtomicIntegerFieldUpdaterImpl<U> (tclass, fieldName, Reflection.getCallerClass()); }

在newUpdater 方法以下几个要求

• 第一个参数是个类类型
• 第二个参数是 更新的字段名
• 字段名必须是volatile int 进行修饰

示例代码，顺序请回答下结果

public class AtomicIntegerFieldUpdaterDemo { public static void main(String[] args) { AtomicIntegerFieldUpdater<User> updater = AtomicIntegerFieldUpdater.newUpdater(User.class, "name"); System.out.println(updater.get(new User())); System.out.println(updater.incrementAndGet(new User())); System.out.println(updater.getAndIncrement(new User())); } static class User { volatile int name; } }

AtomicReferenceFieldUpdater 的常用方法

• newUpdater //
• get //获取指定对象字段的值
• set //设置指定对象字段的值
• getAndAccumulate //通过指定对象的值与当前值进行计算，返回旧值
• getAndSet //设置指定对象字段的值，返回旧值
• getAndUpdate //1.8 计算 返回 旧值
• lazySet

示例代码，并回答下执行结果

public class AtomicReferenceFieldUpdaterDemo { public static void main(String[] args) { AtomicReferenceFieldUpdater updater = AtomicReferenceFieldUpdater.newUpdater(User.class,String.class ,"name"); User user = new User(); user.name = "hello"; System.out.println(updater.getAndAccumulate(user, "java",new BinaryOperator<String>() { @Override public String apply(String s, String s2) { return s " " s2; } })); System.out.println(updater.getAndUpdate(user,(x)->x " word")); System.out.println(user.name); } static class User{ volatile String name; } }

以上是根据个人理解做了分析，如有不正确请留言讨论。

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