JUC包下Atomic原子类操作

shiyi_mdi

已于 2023-05-12 16:31:29 修改

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分类专栏： Java-JUC 文章标签： java

于 2023-05-12 16:28:33 首次发布

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AtomicInteger通过CAS操作确保线程安全，无需额外锁。在多线程环境下，使用AtomicInteger代替int可避免同步开销。当多个操作需组合成原子操作时，可能需要加锁，如使用synchronized或ReentrantLock以保证原子性。

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Atomic原子类操作

AtomicInteger是通过CAS（Compare And Swap）操作来保证原子性的，它具有自己的内置锁，因此不需要使用额外的锁来保证线程安全。在多线程环境中，尽量使用AtomicInteger来代替普通的int类型，可以避免使用传统的同步机制（如synchronized）导致的性能开销。
AtomicInteger实现原子操作


private AtomicInteger aLimitNum = new AtomicInteger(1000);

public boolean testLimitMaxNum() {
    if (this.aLimitNum == null) {
        return true;
    }
    while (true) {
        int oldValue = this.aLimitNum.get();
        if (oldValue <= 0) {
            return false;
        }
        int newValue = oldValue - 1;
        if (this.aLimitNum.compareAndSet(oldValue, newValue)) {
            return true;
        }
    }
}

首先读取当前的aLimitNum值，然后将其减1，并使用compareAndSet()方法来更新aLimitNum的值。如果更新成功，说明当前线程成功获取到了资源，可以执行后续的操作；如果更新失败，则说明此时已有其他线程更新了aLimitNum的值，当前线程需要重新尝试获取资源，直到成功为止。这样可以保证在多线程环境下，aLimitNum的值始终是正确的，并且每个线程只会执行一次操作。

AtomicInteger什么情况下需要加锁

AtomicInteger本身已经是线程安全的，不需要额外加锁。但是，如果多个操作需要同时完成，就需要将这些操作组合成一个原子操作，例如：


if (atomicInteger.get() == 0) {
    atomicInteger.set(1);
    
    // do something
    
    atomicInteger.set(0);
}

在上述代码中，虽然使用了AtomicInteger，但是在if语句和两个set操作之间可能会发生线程切换，导致原子性失效，因此需要加锁来保证原子性：


synchronized (atomicInteger) {
    if (atomicInteger.get() == 0) {
        atomicInteger.set(1);
        // do something
        atomicInteger.set(0);
    }
}

这里使用了synchronized关键字来锁住整个操作序列，保证原子性。

使用ReentrantLock加锁


	private AtomicInteger aLimitNum = new AtomicInteger(1000);
    private ReentrantLock limitNumRLock = new ReentrantLock();
    
    public boolean testLimitMaxNum1() {
        if (this.aLimitNum == null) {
            return true;
        }
        final ReentrantLock lock = this.limitNumRLock;
        lock.lock();
        try {
            if (this.aLimitNum.get() <= 0) {
                return false;
            }
            this.aLimitNum.decrementAndGet();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
        return true;
    }