java.util.concurrent.atomic包中并发原子类AtomicInteger讲解
一、简要介绍
- 今天在项目代码中，注意到有使用AtomicInteger类，这个类主要是在java.util.concurrent.atomic并发包下的。
- Java并发机制的三个特性，如下所示： （1）原子性 （2）可见性 （3）有序性
- volatile关键字能禁止指令重排序,所以volatile能在一定程度上保证可见性、有序性。但是无法保证原子性；今天我们所讲述的AtomicInteger的作用就是为了保证原子性。 代码如下所示：
package concurrent;
public class Concurrent {
private static volatile int a = 0;
public static void main(String[] args) {
Thread[] threads = new Thread[5];
//定义5个线程，每个线程加10
for (int i = 0; i < 5; i++) {
threads[i] = new Thread(() -> {
try {
for (int j = 0; j < 10; j++) {
System.out.println(a++);
Thread.sleep(1000);
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
});
threads[i].start();
}
}
}
在上述示例代码中，我们定义了一个变量a。并且使用了5个线程分别去增加。为了保证可见性和有序性，我们定义了一个静态的volatile的关键字来对a进行修饰。在这里我们只测试原子性。如果我们第一次接触的话肯定会觉得5个线程，每个线程加10，最后结果一定是50呀。但是当对代码运行后，结果却跟我们想象的不太一样。 我们不难发现，运行的结果除了含有重复值外，最大的值也不是50，而仅仅只有39。这个现象的出现，让我不禁感叹：为什么会出现这个问题呢？这是因为变量a，虽然保证了可见性和有序性，但是却没有保证原子性。 分析如下所示： 其实代码中对于a++的操作，大致可以分为3个步骤： （1）从主存中读取a的值 （2）对a进行加1操作 （3）把a重新刷新到主存
这三个步骤在单线程中一点问题都没有，但是到了多线程就出现了问题了。比如说有的线程已经把a进行了加1操作，但是还没来得及重新刷入到主存，其他的线程就重新读取了旧值。因为才造成了错误。如何去解决呢？方法当然很多，但是为了和我们今天的主题对应上，很自然的联想到使用AtomicInteger。 下面我们使用AtomicInteger重新来测试一遍：
package concurrent;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
public class Concurrent_1 {
//使用AtomicInteger定义a
static AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger();
public static void main(String[] args) {
Thread[] threads = new Thread[5];
//定义5个线程，每个线程加10
for (int i = 0; i < 5; i++) {
threads[i] = new Thread(() -> {
try {
for (int j = 0; j < 10; j++) {
//incrementAndGet
System.out.println(atomicInteger.incrementAndGet());
Thread.sleep(500);
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
});
threads[i].start();
}
}
}
结果如下所示： 当我们使用AtomicInteger类，无论你执行多少次，最后的结果一定是50。这是为什么呢？一切都跟AtomicInteger类的底层实现方法有关系，具体分析详见下日描述。
[补充] compareAndSwapInt又叫做CAS。
CAS 即比较并替换，实现并发算法时常用到的一种技术。CAS操作包含三个操作数——内存位置、预期原值及新值。执行CAS操作的时候，将内存位置的值与预期原值比较，如果相匹配，那么处理器会自动将该位置值更新为新值，否则，处理器不做任何操作。
