关于java.util.concurrent.atomic.*包下面的线程问题

本文探讨了Java中AtomicReference的使用方式,并通过一个具体的示例说明了即使使用了原子类,仍然可能出现线程安全问题的原因。特别是对于泛型数组的操作,如果不谨慎处理,仍可能导致数据不一致的情况。

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众所周知,jdk的java.util.concurrent.atomic包下得原子类都是线程安全的,这是正确的,但是如果如果这样设置变量,会出现什么问题呢:

AtomicReference<Integer[]> ar = new AtomicReference<Integer[]>();

可能结果不是你所想的是同步了,为什么会出现这种情况呢?

其实有一个很好的例子可以解释这个问题,大家都知道i++,这个自增的步骤就是读取旧值--》给这个值加1--》更新这个值散步组成,因此当多个线程访问这样的变量时,会导致可能在一个线程刚给值加1,另一个线程又更新了这个值,结果就导致原子性问题了。因此上面的ar也是一样的,当你更新ar时,势必会在某一步来操作Integer[],这样将导致多个线程在更新这个数组,而当更新到ar中之后,其它的线程读到的数组里的值可能并不是正确的,因此当使用这样的泛型或者自增运算时,一定要考虑好线程安全问题,不然小小的一个失误可能会令你寝食难安的。

### JavaAtomicInteger 的使用方法 `AtomicInteger` 是位于 `java.util.concurrent.atomic` 下的一个,用于提供原子操作支持。该主要用于多线程环境,在不需要加锁的情况下实现高效的并发访问。 #### 创建 AtomicInteger 对象 可以通过构造函数创建一个新的 `AtomicInteger` 实例: ```java import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger; // 初始化为0 AtomicInteger atomicInt = new AtomicInteger(); ``` 也可以通过指定初始值来初始化对象: ```java // 设置初始值为10 AtomicInteger atomicIntWithInitialValue = new AtomicInteger(10); ``` #### 基本操作 ##### 获取当前值 调用 `get()` 方法可以获取当前整数值: ```java int currentValue = atomicInt.get(); // 返回当前值 ``` ##### 更新并获取新值 `addAndGet(int delta)` 将给定增量添加到现有值上,并返回更新后的结果[^1]: ```java int newValue = atomicInt.addAndGet(5); // 当前值加上5后返回新的值 ``` 同样地,还有其他一些有用的方法如 `incrementAndGet()` 和 `decrementAndGet()` 来分别执行自增和自减操作: ```java atomicInt.incrementAndGet(); // 自增值1 atomicInt.decrementAndGet(); // 减少值1 ``` 对于更复杂的比较交换逻辑,则可利用 `compareAndSet(expect, update)` 方法完成条件性的设置动作;只有当预期旧值等于实际存储值时才会应用新值: ```java boolean wasUpdated = atomicInt.compareAndSet(10, 20); // 如果当前值是10则将其设为20 ``` #### 完整示例程序 下面给出一段完整的代码片段展示如何运用上述提到的功能特性: ```java public class AtomicExample { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { final AtomicInteger counter = new AtomicInteger(); Runnable task = () -> { int localCopy; do { localCopy = counter.get(); Thread.sleep((long)(Math.random() * 10)); } while (!counter.compareAndSet(localCopy, localCopy + 1)); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " incremented the value to: " + counter.get()); }; Thread t1 = new Thread(task); Thread t2 = new Thread(task); t1.start(); t2.start(); t1.join(); t2.join(); System.out.println("Final count is:" + counter.get()); } } ``` 这段代码展示了两个线程安全地增加计数器的过程,即使它们几乎同时尝试修改共享变量也不会发生竞争状况。
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