java中的原子操作类AtomicInteger及其实现原理

        /**
         * 一，AtomicInteger 是如何实现原子操作的呢？
         *
         * 我们先来看一下getAndIncrement的源代码：
         *    public final int getAndIncrement() {
         *        for (;;) {
         *              int current = get();  // 取得AtomicInteger里存储的数值
         *            int next = current + 1;  // 加1
         *            if (compareAndSet(current, next))   // 调用compareAndSet执行原子更新操作
         *                return current;
         *        }
         *    }
         *
         * 这段代码写的很巧妙：
         * 1，compareAndSet方法首先判断当前值是否等于current；
         * 2，如果当前值 = current ，说明AtomicInteger的值没有被其他线程修改；
         * 3，如果当前值 != current，说明AtomicInteger的值被其他线程修改了，这时会再次进入循环重新比较；
         *    
         * 注意这里的compareAndSet方法，源代码如下：
         * public final boolean compareAndSet(int expect, int update) {
         *     return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);
         * }
         *
         * 调用Unsafe来实现
         * private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();
         *
         * 二，java提供的原子操作可以原子更新的基本类型有以下三个：
         *
         * 1，AtomicBoolean
         * 2，AtomicInteger
         * 3，AtomicLong
         *
         * 三，java提供的原子操作，还可以原子更新以下类型的值：
         *
         * 1，原子更新数组，Atomic包提供了以下几个类：AtomicIntegerArray、AtomicLongArray、AtomicReferenceArray
         * 2，原子更新引用类型，也就是更新实体类的值，比如AtomicReference<User>
         * AtomicReference:原子更新引用类型的值
         * 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
         * 3，原子更新字段值
         * AtomicIntegerFieldUpdater:原子更新整形的字段的更新器
         * AtomicLongFieldUpdater:原子更新长整形的字段的更新器
         * AtomicStampedReference:原子更新带有版本号的引用类型的更新器
         *
         *

         */

示例代码如下：

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;import sun.misc.Unsafe;public class TestAtomic {/** * @param java中的原子操作类AtomicInteger * @author yangcq *  * 关于AtomicInteger的说明（来自官方文档注解） * /** * An {@code int} value that may be updated atomically.  See the * {@link java.util.concurrent.atomic} package specification for * description of the properties of atomic variables. An * {@code AtomicInteger} is used in applications such as atomically * incremented counters, and cannot be used as a replacement for an * {@link java.lang.Integer}. However, this class does extend * {@code Number} to allow uniform access by tools and utilities that * deal with numerically-based classes. * * @since 1.5 * @author Doug Lea */public static void main(String[] args) {// 初始值为1AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(1);System.out.println("--初始值atomicInteger = " + atomicInteger);// 以原子方式将当前值加1，注意这里返回的是自增前的值 System.out.println("atomicInteger.getAndIncrement() = " + atomicInteger.getAndIncrement());System.out.println("--自增后的 atomicInteger = " + atomicInteger);// 以原子方式将当前值减1，注意这里返回的是自减前的值 System.out.println("atomicInteger.getAndIncrement() = " + atomicInteger.decrementAndGet());System.out.println("--自减后的 atomicInteger = " + atomicInteger);// 以原子方式将当前值与括号中的值相加，并返回结果System.out.println("atomicInteger.getAndIncrement() = " + atomicInteger.addAndGet(10));System.out.println("--自减后的 atomicInteger = " + atomicInteger);// 如果输入的值等于预期的值，则以原子方式将该值设置成括号中的值System.out.println("atomicInteger.getAndIncrement() = " + atomicInteger.compareAndSet(1, 2));System.out.println("--自减后的 atomicInteger = " + atomicInteger);System.out.println("atomicInteger.getAndIncrement() = " + atomicInteger.compareAndSet(11, 9999));System.out.println("--自减后的 atomicInteger = " + atomicInteger);/** * 一，AtomicInteger 是如何实现原子操作的呢？ *  * 我们先来看一下getAndIncrement的源代码： *    public final int getAndIncrement() { *        for (;;) { *          int current = get();  // 取得AtomicInteger里存储的数值 *            int next = current + 1;  // 加1 *            if (compareAndSet(current, next))   // 调用compareAndSet执行原子更新操作 *                return current; *        } *    } *  * 这段代码写的很巧妙： * 1，compareAndSet方法首先判断当前值是否等于current； * 2，如果当前值 = current ，说明AtomicInteger的值没有被其他线程修改； * 3，如果当前值 != current，说明AtomicInteger的值被其他线程修改了，这时会再次进入循环重新比较； *     * 注意这里的compareAndSet方法，源代码如下： * public final boolean compareAndSet(int expect, int update) { *     return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);  * } *  * 调用Unsafe来实现 * private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe(); *  * 二，java提供的原子操作可以原子更新的基本类型有以下三个： *  * 1，AtomicBoolean * 2，AtomicInteger * 3，AtomicLong *  * 三，java提供的原子操作，还可以原子更新以下类型的值： *  * 1，原子更新数组，Atomic包提供了以下几个类：AtomicIntegerArray、AtomicLongArray、AtomicReferenceArray * 2，原子更新引用类型，也就是更新实体类的值，比如AtomicReference<User> * AtomicReference:原子更新引用类型的值 * 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 * 3，原子更新字段值 * AtomicIntegerFieldUpdater:原子更新整形的字段的更新器 * AtomicLongFieldUpdater:原子更新长整形的字段的更新器 * AtomicStampedReference:原子更新带有版本号的引用类型的更新器 *  *  */}}

四，AtomicIntegerFieldUpdater:原子更新整形的字段的更新器

import java.util.concurrent.atomic.AtomicIntegerFieldUpdater;public class TestAtomicIntegerFieldUpdater {/** * @param AtomicIntegerFieldUpdater:原子更新整形的字段的更新器 * @author yangcq */// 创建原子更新器，并设置需要更新的对象类和对象的属性private static AtomicIntegerFieldUpdater<User> atomicIntegerFieldUpdater = AtomicIntegerFieldUpdater.newUpdater(User.class, "age");public static void main(String[] args) {// 设置age的初始值为1000User user = new User();user.setUserName("yangcq");user.setAge(1000);// 原子更新引用数据类型的字段值System.out.println(atomicIntegerFieldUpdater.getAndIncrement(user));// 更新以后的值System.out.println(atomicIntegerFieldUpdater.get(user));}//实体类Userpublic static class User{private String userName;public volatile int age;// setter、getter方法public String getUserName() {return userName;}public void setUserName(String userName) {this.userName = userName;}public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {this.age = age;}}}

五，java原子操作类在实际项目中的应用（java原子操作类的应用场景）

java原子操作类 AtomicInteger 在实际项目中的应用。HttpClientFacotryBean工厂会工作在多线程环境中，生成Httpclient，
就相当于建立HttpClient连接，通过工厂模式控制HttpClient连接，能够更好的管理HttpClient的生命周期。而我们使用java原子
操作类AtomicInteger来控制计数器，就是为了保证，在多线程的环境下，建立HttpClient连接不会出错，不会出现2个线程竞争一个
HttpClient连接的情况。

bean配置如下：    <bean id="Httpclient" name="httpclient" class="com.yangcq.initBean.HttpClientFacotryBean">        <property name="connectionManager" ref="connectionManagers" ></property>        <property name="map">            <map>                <entry key="http.socket.timeout" value="30000" />                <entry key="http.connection.timeout" value="30000" />                <entry key="http.conn-manager.timeout"  value="6000" />            </map>        </property>    </bean>

java实现类：import java.io.IOException;import java.util.Map;import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;import org.apache.http.HttpException;import org.apache.http.HttpRequest;import org.apache.http.HttpRequestInterceptor;import org.apache.http.client.HttpClient;import org.apache.http.conn.ClientConnectionManager;import org.apache.http.conn.params.ConnManagerPNames;import org.apache.http.conn.params.ConnManagerParamBean;import org.apache.http.impl.client.DefaultHttpClient;import org.apache.http.params.BasicHttpParams;import org.apache.http.params.CoreConnectionPNames;import org.apache.http.params.HttpConnectionParamBean;import org.apache.http.params.HttpParams;import org.apache.http.protocol.HttpContext;import org.apache.log4j.Logger;import org.springframework.beans.factory.BeanInitializationException;import org.springframework.beans.factory.DisposableBean;import org.springframework.beans.factory.FactoryBean;import org.springframework.beans.factory.InitializingBean;/** * 在容器启动时注入connectionManager，然后初始化httpClient * 主要参数： * CONNECTION_TIMEOUT : 连接主机超时时间设置 * SO_TIMEOUT :         读取主机数据超时时间设置 * TIMEOUT :            获取连接超时时间 */public class HttpClientFacotryBean implements FactoryBean,InitializingBean,DisposableBean {private static final Logger logger = Logger.getLogger(HttpClientFacotryBean.class);private DefaultHttpClient httpClient;private ClientConnectionManager clientConnectionManager = null;private Map map = null;//设置httpClient超时参数public void afterPropertiesSet() throws Exception {if (null == clientConnectionManager) {throw new BeanInitializationException("The connection manager must be set in " + this.getClass().getName() + "...");}HttpParams httpParams = new BasicHttpParams();if (null != map) {HttpConnectionParamBean httpConnectionParamBean = new HttpConnectionParamBean(httpParams);String connectionTimeout = (String) map.get(CoreConnectionPNames.CONNECTION_TIMEOUT);if (null != connectionTimeout)httpConnectionParamBean.setConnectionTimeout(Integer.parseInt(connectionTimeout));String soTimeout = (String) map.get(CoreConnectionPNames.SO_TIMEOUT);if (null != connectionTimeout)httpConnectionParamBean.setSoTimeout(Integer.parseInt(soTimeout));ConnManagerParamBean connManagerParamBean = new ConnManagerParamBean(httpParams);String timeout = (String) map.get(ConnManagerPNames.TIMEOUT);if (null != timeout)connManagerParamBean.setTimeout(Long.parseLong(timeout));}this.httpClient = new DefaultHttpClient(clientConnectionManager, httpParams);this.httpClient.addRequestInterceptor(new HttpRequestInterceptor() {public void process(final HttpRequest request,final HttpContext context) throws HttpException,IOException {AtomicInteger count = (AtomicInteger) context.getAttribute("count"); // 从HttpContext中获取计数器countif (null == count) {count = new AtomicInteger(1); // 如果计数器为空，则初始化值为1context.setAttribute("count", count); // 放到context中}request.addHeader("Count", Integer.toString(count.getAndIncrement())); // 把计数器放到request请求中if (logger.isDebugEnabled()) {logger.debug("\n=====这是第 " + count + " 次连接=====\n");}}});}public void destroy() throws Exception {if (null != params)map.clear();if (null != clientConnectionManager)clientConnectionManager.closeExpiredConnections();}public ClientConnectionManager getConnectionManager() {return clientConnectionManager;}public Map getParams() {return map;}public void setConnectionManager(ClientConnectionManager clientConnectionManager) {this.clientConnectionManager = clientConnectionManager;}public void setParams(Map map) {this.map = map;}public Object getObject() throws Exception {return this.httpClient;}public Class getObjectType() {return HttpClient.class;}public boolean isSingleton() {return false;}}