AtomicInteger

本文深入解析AtomicInteger类,阐述其在高并发环境下确保整型变量原子操作的重要性,对比volatile关键字,介绍AtomicInteger的基本用法和常见API,如getAndIncrement、incrementAndGet等,并通过实例展示其在多线程计数场景中的应用。

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AtomicInteger

一、为什么需要 AtomicInteger

由来:volatile 关键字可以保证多线程之间的可见性,但是不能保证原子操作。 所以就引入了AtomicInteger

概念:AtomicInteger是一个提供原子操作的Integer类,通过线程安全的方式操作加减

作用: AtomicInteger提供原子操作来进行Integer的使用,因此十分适合高并发情况下使用。 主要是用于计数的

采用CAS机制

二、方法

构造方法

  • AtomicInteger() 创建一个新的AtomicInteger,初始值为 0

  • AtomicInteger(int initialValue) 用给定的初始值创建一个新的AtomicInteger。

普通方法

  • getAndIncrement() 原子上增加一个当前值。 相当于 i++

  • incrementAndGet() 原子上增加一个当前值。 相当于 ++i

  • getAndDecrement() 原子减1当前值。 相当于 i–

  • decrementAndGet() 原子减1当前值。 相当于 --i

  • get() 获取当前值。

三、举个例子
public class AtomicTest {

    // 多线程下线程安全的计数器
    private  volatile static AtomicInteger COUNT = new AtomicInteger(0);
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 20 ; i++) {
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    for (int j = 0; j <10000 ; j++) {
                        COUNT.incrementAndGet();// ++i
                        // COUNT.getAndIncrement();// i++
                    }
                }
            }).start();
        }
        while (Thread.activeCount() > 2) {
            Thread.yield();
        }
        System.out.println(COUNT.get());
    }
}

运行结果:

2000000
### AtomicInteger 的线程安全用法示例 `AtomicInteger` 是 Java 提供的一个用于多线程环境下的原子操作类[^1]。它通过无锁机制(基于 CAS,Compare-And-Swap)来保证线程安全,而无需显式使用 `synchronized` 关键字。以下是关于 `AtomicInteger` 的基本用法和一个线程安全的示例。 #### 基本用法 `AtomicInteger` 提供了多种原子操作方法,例如 `getAndIncrement()`、`incrementAndGet()`、`compareAndSet()` 等。这些方法确保在多线程环境下对共享变量的操作是线程安全的。 以下是一个简单的例子,展示如何使用 `AtomicInteger` 来生成唯一的序列号: ```java import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger; public class Sequencer { private final AtomicInteger sequenceNumber = new AtomicInteger(0); public int next() { return sequenceNumber.getAndIncrement(); // 原子性地获取并递增 } public static void main(String[] args) { Sequencer sequencer = new Sequencer(); System.out.println(sequencer.next()); // 输出 0 System.out.println(sequencer.next()); // 输出 1 System.out.println(sequencer.next()); // 输出 2 } } ``` 在这个例子中,`getAndIncrement()` 方法以原子方式返回当前值并将其递增[^2]。 #### 多线程环境下的线程安全示例 为了演示 `AtomicInteger` 在多线程环境下的线程安全性,可以参考以下代码: ```java import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; import java.util.concurrent.TimeUnit; import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger; public class AtomicIntegerExample { private final AtomicInteger counter = new AtomicInteger(0); public void incrementCounter() { counter.incrementAndGet(); // 原子性地递增计数器 } public int getCounterValue() { return counter.get(); // 获取当前值 } public static void main(String[] args) throws InterruptedException { AtomicIntegerExample example = new AtomicIntegerExample(); ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(10); for (int i = 0; i < 1000; i++) { executor.submit(example::incrementCounter); } executor.shutdown(); executor.awaitTermination(1, TimeUnit.MINUTES); System.out.println("Final Counter Value: " + example.getCounterValue()); } } ``` 在这个例子中,多个线程同时调用 `incrementCounter()` 方法来递增共享的 `AtomicInteger` 变量。由于 `incrementAndGet()` 方法是原子操作,因此即使在高并发环境下,最终的结果也始终是正确的[^4]。 #### 注意事项 尽管 `AtomicInteger` 提供了线程安全的操作,但需要注意的是,仅当操作完全依赖于单个 `AtomicInteger` 实例时,才能保证线程安全。如果需要组合多个操作或与其他非原子变量交互,则可能需要额外的同步机制[^3]。 --- ###
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