AtomicReference与volatile

AtomicReference详解
本文详细介绍了java.util.concurrent.atomic包下的AtomicReference类,包括其构造方法、关键方法如compareAndSet及特性。并对比了volatile关键字与AtomicReference的区别。

java.util.concurrent.atomic 
类 AtomicReference<V>

java.lang.Object
  继承者 java.util.concurrent.atomic.AtomicReference<V>

 
构造方法摘要
AtomicReference()            使用 null 初始值创建新的 AtomicReference。
AtomicReference(V initialValue)            使用给定的初始值创建新的 AtomicReference。
 booleancompareAndSet(V expect, V 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。
 Vget()            获取当前值。
 VgetAndSet(V newValue)            以原子方式设置为给定值,并返回旧值。
 voidlazySet(V newValue)            最终设置为给定值。
 voidset(V newValue)            设置为给定值。
 StringtoString()            返回当前值的字符串表示形式。
 booleanweakCompareAndSet(V expect, V 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。
首先volatile是java中关键字用于修饰变量,AtomicReference是并发包java.util.concurrent.atomic下的类。
volatile说明
首先volatile作用,当一个变量被定义为volatile之后,看做“程度较轻的 synchronized”,具备两个特性:
1.保证此变量对所有线程的可见性(当一条线程修改这个变量值时,新值其他线程立即得知)
2.禁止指令重新排序
注意volatile修饰变量不能保证在并发条件下是线程安全的,因为java里面的运算并非原子操作。
AtomicReference说明
java.util.concurrent.atomic工具包,支持在单个变量上解除锁的线程安全编程。其基本的特性就是在多线程环境下,当有多个线程同时执行这些类的实例包含的方法时,具有排他性,即当某个线程进入方法,执行其中的指令时,不会被其他线程打断,而别的线程就像自旋锁一样,一直等到该方法执行完成,才由JVM从等待队列中选择一个另一个线程进入,这只是一种逻辑上的理解。

### Java并发包中`AtomicReference``AtomicReferenceFieldUpdater`的区别和使用场景 #### `AtomicReference` `AtomicReference` 是一种用于封装对象引用的原子类,允许对这些引用执行原子操作。此类提供了多种方法来支持无锁编程模型下的线程安全操作。 - **基本功能** - 提供了诸如 `compareAndSet`, `getAndSet` 等方法来进行原子性的比较交换以及获取并设置新值的操作。 - **适用范围** - 当应用程序需要在一个共享变量上实施细粒度锁定策略时非常有用;尤其是在多个线程可能同时访问该变量的情况下[^1]。 ```java import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference; public class Example { private static final AtomicReference<String> ref = new AtomicReference<>("Initial Value"); public void updateValue(String newValue) { while (true) { String currentValue = ref.get(); if (ref.compareAndSet(currentValue, newValue)) break; } } } ``` 此代码展示了如何利用 `AtomicReference` 来确保字符串值的安全更新过程。 #### `AtomicReferenceFieldUpdater` 相比之下,`AtomicReferenceFieldUpdater` 则提供了一种更灵活的方式去操纵特定实例内的某个字段而不需要直接暴露整个对象给其他组件修改。它能够针对指定类型的私有或保护级别的 volatile 字段进行高效的读写操作而不必改变原有类的设计结构。 - **特性说明** - 可以为任意类定义一个静态final 的 updater 实例,并通过反射机制初始化这个updater指向目标类的目标字段。 - 支持对volatile修饰符标注的对象成员变量做原子级存取动作。 - **应用场景** - 特别适合那些希望保持内部状态不变性的同时又能在外部以非阻塞方式调整某些属性的应用场合[^2]。 ```java import java.lang.reflect.Field; import java.util.concurrent.atomic.AtomicReferenceFieldUpdater; class DataHolder { private volatile Integer data; // 创建一个专门用来更新data域的Updater工具 private static final AtomicReferenceFieldUpdater<DataHolder, Integer> DATA_UPDATER = AtomicReferenceFieldUpdater.newUpdater(DataHolder.class, Integer.class, "data"); } // 使用DataHolder类的地方可以这样调用: DataHolder holder = new DataHolder(); holder.DATA_UPDATER.set(holder, 42); // 更新data为42 if (!holder.DATA_UPDATER.compareAndSet(holder, 42, 84)) System.out.println("Update failed."); else System.out.println("Successfully updated to 84."); ``` 上述示例表明了怎样借助 `AtomicReferenceFieldUpdater` 完成对单个整数型字段的数据同步处理工作。
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