原子类 AtomicReference 详解

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已于 2024-03-31 17:47:29 修改 · 2.3k 阅读

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于 2024-03-31 17:44:45 首次发布

本文探讨了AtomicInteger、AtomicBoolean和AtomicLong的局限性，介绍了AtomicReference在处理多个变量原子操作中的应用，通过银行账户示例展示其在多线程环境中的使用，以及AtomicReference的基本用法和比较AndSet方法的内部机制。

通过对 AtomicInteger、AtomicBoolean 和 AtomicLong 分析我们发现，这三个原子类只能对单个变量进行原子操作，那么我们如果要对多个变量进行原子操作，这三个类就无法实现了。那如果要进行多个变量进行原子操作呢？操作方式就是，先把多个变量封装成一个类，然后通过 AtomicReference 进行操作。

众所周知，对象的引用其实是一个4字节的数字，代表着在JVM堆内存中的引用地址，对一个4字节数字的读取操作和写入操作本身就是原子性的，通常情况下，我们对对象引用的操作一般都是获取该引用或者重新赋值（写入操作），我们也没有办法对对象引用的4字节数字进行加减乘除运算，那么为什么JDK要提供AtomicReference类用于支持引用类型的原子性操作呢？

1、AtomicReference的应用场景

这里通过设计一个个人银行账号资金变化的场景，逐渐引入AtomicReference的使用，该实例有些特殊，需要满足如下几点要求。

个人账号被设计为不可变对象，一旦创建就无法进行修改。
个人账号类只包含两个字段：账号名、现金数字。
为了便于验证，我们约定个人账号的现金只能增多而不能减少。
根据前两个要求，我们简单设计一个代表个人银行账号的Java类DebitCard，该类将被设计为不可变。

 
public class DebitCard {
    private final String name;
    private final int account;
    public DebitCard(String name, int account) {
        this.name = name;
        this.account = account;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
 
    public int getAccount() {
        return account;
    }
 
    @Override
    public String toString() {
        return "DebitCard {name=\""+name+"\"," +
                "account="+account+"}";
    }
}

1.1、通过 volatile 修饰的多线程

 
public class AtomicReferenceDemo1 {
 
    // 定义为 volatile 修饰的变量
    volatile static  DebitCard debitCard = new DebitCard("zhangSan", 10);
 
    public static void main(String[] args) {
        IntStream.range(0, 10).forEach(i -> {
            new Thread(() -> {
                while (true){
                    // 读取全局的 debitCard 对象
                    fi