AtomicInteger

    AtomicInteger 是一个支持原子操作的 Integer 类，就是保证对AtomicInteger类型变量的增加和减少操作是原子性的，不会出现多个线程下的数据不一致问题。通常情况下，在Java里面，++i或者--i不是线程安全的，这里面有三个独立的操作：获取变量当前值，为该值+1/-1，然后写回新的值。在没有额外资源可以利用的情况下，只能使用加锁才能保证读-改-写这三个操作时“原子性”的。

   先看AtomicInteger中的几个方法：

int addAndGet(int delta)
         以原子方式将给定值与当前值相加。实际上就是等于线程安全版本的i=i+delta操作。

boolean compareAndSet(int expect, int update)
         如果当前值 ==预期值，则以原子方式将该值设置为给定的更新值。如果成功就返回true，否则返  回false，并且不修改原值。

int decrementAndGet()
          以原子方式将当前值减 1。相当于线程安全版本的--i操作。

int get()
          获取当前值。

int getAndAdd(intdelta)
         以原子方式将给定值与当前值相加。相当于线程安全版本的t=i;i+=delta;returnt;操作。

int getAndDecrement()
         以原子方式将当前值减 1。相当于线程安全版本的i--操作。

int getAndIncrement()
         以原子方式将当前值加 1。相当于线程安全版本的i++操作。

int getAndSet(intnewValue)
         以原子方式设置为给定值，并返回旧值。相当于线程安全版本的t=i;i=newValue;returnt;操作。

int incrementAndGet()
          以原子方式将当前值加 1。相当于线程安全版本的++i操作。 

 

再看源码：

<span style="font-size:18px;">package java.util.concurrent.atomic;import sun.misc.Unsafe;public class AtomicInteger extends Number implements java.io.Serializable {    private static final long serialVersionUID = 6214790243416807050L;    // setup to use Unsafe.compareAndSwapInt for updates    private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();    private static final long valueOffset;    static {      try {        valueOffset = unsafe.objectFieldOffset            (AtomicInteger.class.getDeclaredField("value"));      } catch (Exception ex) { throw new Error(ex); }    }    private volatile int value;      public AtomicInteger(int initialValue) {        value = initialValue;    }    public AtomicInteger() {    }       public final int get() {        return value;    }        public final void set(int newValue) {        value = newValue;    }      public final void lazySet(int newValue) {        unsafe.putOrderedInt(this, valueOffset, newValue);    }   //以原子方式设置为给定值，并返回旧值。    public final int getAndSet(int newValue) {        for (;;) {            int current = get();            if (compareAndSet(current, newValue))                return current;        }    }   //如果当前值 ==预期值，则以原子方式将该值设置为给定的更新值。如果成功就返回，否则返回，并且不修改原值。public final boolean compareAndSet(int expect, int update) {return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);    }       public final boolean weakCompareAndSet(int expect, int update) {return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);    }    //以原子方式将当前值加1。相当于线程安全版本的i++操作。    public final int getAndIncrement() {        for (;;) {            int current = get();            int next = current + 1;            if (compareAndSet(current, next))                return current;        }    }  //以原子方式将当前值减 1相当于线程安全版本的i--操作。    public final int getAndDecrement() {        for (;;) {            int current = get();            int next = current - 1;            if (compareAndSet(current, next))                return current;        }    }    //以原子方式将给定值与当前值相加。相当于线程安全版本的操作。    public final int getAndAdd(int delta) {        for (;;) {            int current = get();            int next = current + delta;            if (compareAndSet(current, next))                return current;        }    }  //以原子方式将当前值加 1相当于线程安全版本的++i操作。    public final int incrementAndGet() {        for (;;) {            int current = get();            int next = current + 1;            if (compareAndSet(current, next))                return next;        }    }   //以原子方式将当前值减 1。相当于线程安全版本的--i操作。    public final int decrementAndGet() {        for (;;) {            int current = get();            int next = current - 1;            if (compareAndSet(current, next))                return next;        }    }   //以原子方式将给定值与当前值相加。实际上就是等于线程安全版本的i=i+delta操作    public final int addAndGet(int delta) {        for (;;) {            int current = get();            int next = current + delta;            if (compareAndSet(current, next))                return next;        }    }}  </span>

      通过源码可以发现，AtomicInteger并没有使用Synchronized关键字实现原子性，几乎所有的数据更新都用到了compareAndSet(int expect, int update)这个方法。那么就不难看出AtomicInteger这个类的最核心的函数就是compareAndSet(int expect, int update)。

      那么compareAndSet(int expect, int update)是干什么的呢？？？？

我们以getAndIncrement()方法为例，它的源码如下：

<span style="font-size:18px;">public final int getAndIncrement() {        for (;;) {            int current = get();            int next = current + 1;            if (compareAndSet(current, next))                return current;        }    }</span>

      单看这段 代码 很难保证原子性， 因为根本没有更新value 的操作

 

      重点在于compareAndSet() 函数

public final boolean compareAndSet(int expect,int update)

如果当前值 == 预期值，则以原子方式将 当前值 设置为给定的更新值。

参数：

expect - 预期值

update - 新值

返回：

如果成功，则返回 true。返回 False 指示实际值与预期值不相等。

    该函数 只有两个参数，可操作的确实三个值 ，即 value ,expect, update. 他使用了 由硬件保证其原子性的指令 CAS （compare and swap）。

    compareAndSet  函数保证了 比较，赋值这两步操作可以通过一个原子操作完成。

    然后看整个函数， 所有代码被放到了一个循环里面， 如果compareAndSet（）执行失败，则说明 在int current = get(); 后，其他线程对value进行了更新， 于是就循环一次，重新获取当前值，直到compareAndSet（）执行成功为止。

这里需要注意的是AtomicInteger所利用的是基于冲突检测的乐观并发策略（CAS自旋锁）。 所以这种乐观在线程数目非常多的情况下，失败的概率会指数型增加。