java基础——AtomicInteger的并发处理

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jdk5之后的java.util.concurrent.atomic包里，多了一批原子处理类。主要用于在高并发环境下的高效程序处理。

这里，我们来看看AtomicInteger是如何使用非阻塞算法来实现并发控制的。

AtomicInteger的关键域只有一下3个：

 // setup to use Unsafe.compareAndSwapInt for updates  private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();  private static final long valueOffset;  private volatile int value;

 这里， unsafe是java提供的获得对对象内存地址访问的类，注释已经清楚的写出了，它的作用就是在更新操作时提供“比较并替换”的作用。实际上就是AtomicInteger中的一个工具。

valueOffset是用来记录value本身在内存的便宜地址的，这个记录，也主要是为了在更新操作在内存中找到value的位置，方便比较

注意：value是用来存储整数的时间变量，这里被声明为volatile，就是为了保证在更新操作时，当前线程可以拿到value最新的值（并发环境下，value可能已经被其他线程更新了）。

这里，我们以自增的代码为例，可以看到这个并发控制的核心算法：

J2SE 5.0提供了一组atomic class来处理更加复杂的情况。相对于只能处理单一的atomic操作，这些class能够让多个操作被atomic地对待，这样我们也就有可能不需要同步就能实现同步机制所做到的一切。

      我们可以用AtomicInteger,AtomicLong,AtomicBoolean和AtomicReference这四个class实现的四个基本的atomic类型来处理integer,long,boolean和对象。这些class都提供了两个构造器：默认的构造器的值为0，false,false或者null，另一个构造器是以程序设计者所指定的值来初始化和创建变量。set()和get()这两个方法就提供了volatile变量所具有的的功能：能够atomic的设定与取得值，因为它们能够确保数据的读写是从主存储器上运行的。但是这些class还提供了更多的操作来适应volatile无法解决的情况。

      getAndSet()能够在返回初始值的时候atomic的设定变量成新值，完全不需要任何的同步lock。compareAndSet()与weakCompareAndSet()是有条件的修改程序的方法，这两个方法都要取用两个参数：在方法启动时预期数据所具有的的值，以及要把数据所设定成的值。它们都只会在变量具有预期值的时候才会设定成新值，如果当前值不等于预期值，该变量就不会被重新赋值并且返回false。这两个方法之间有什么区别吗？第二个方法少了一项保证：如果方法返回的值false，该变量不会被变动，但是这并不表示现有值不是预期值，也就是说，这个方法不管初始值是否是预期值都可能会无法更新改值。

      incrementAndGet(),decrementAndGet(),getAndIncrement()和getAndDecrement()提供了前置递增，前置递减，后递增和后递减，之所以有这些方法，是因为这些操作都不是atomic的。

      addAndGet()和getAndAdd()提供了"前置"和"后置"的运算符给指定值的加法运算，它们能够让程序对变量增或者减一个指定值，包括了负值，所以我们就不需要一个相对的减法运算。

      atomic package目前没有实现atomic字符或者浮点变量，但是我们可以使用AtomicInteger来处理字符，就像是字符常量一样，但是使用atomic的浮点数需要atomic带有只读浮点数值的受管理对象。我们也没有实现atomic数组，并没有功能能够对整个数组做atomic化的变动，最多就是通过使用AtomicInteger,AtomicLong和AtomicReference的数组来模型化，但是数组的大小必须在构造时就指定好，并且在操作过程中必须提供索引。至于Boolean的atomic数组，同样也可以通过AtomicInteger来实现。

     atomic package还有两个类：AtomicMarkableReference和AtomicStampedReterence。这两个类能够让mark或stamp跟在任何对象的引用上，更精确点讲，AtomicMarkableReference提供了一种包括对象引用结合boolean的数据结构，而AtomicStampedReference提供了一种包括对象引用结合integer的数据结构。

     其实，atomic class的这些方法在本质上是一样的。在使用的时候，get()方法需要我们传入一个数组作为参数，stamp或者mark被存储在数组的第一个元素而引用被正常返回。其他的get()方法就只是返回引用，mark或者stamp。

    set()与compareAndSet()方法需要额外的参数来代表mark或者stamp。最后，这些class都带有attemptMark()或attemptStamp()方法，用来依据期待的引用设定mark或者stamp。