JAVA原子类

Java 原子类概述

Java 提供了一系列原子类，位于 java.util.concurrent.atomic 包中，用于在多线程环境下实现无锁的线程安全操作。这些类基于 CAS（Compare-And-Swap）机制，避免了传统锁的开销，适用于高并发场景。

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基本类型原子类

AtomicBoolean

提供原子性的布尔值操作，如 compareAndSet、getAndSet 等。

AtomicBoolean flag = new AtomicBoolean(true);
flag.compareAndSet(true, false); // 原子更新

AtomicInteger

支持原子性的整型操作，如自增、加法等。

AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);
count.incrementAndGet(); // 原子自增

AtomicLong

功能类似 AtomicInteger，但针对长整型数据。

AtomicLong counter = new AtomicLong(0L);
counter.addAndGet(10L); // 原子加法

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引用类型原子类

AtomicReference

对普通对象引用进行原子操作。

AtomicReference<String> ref = new AtomicReference<>("initial");
ref.compareAndSet("initial", "updated");

AtomicStampedReference

解决 ABA 问题，通过版本号（Stamp）标记引用变化。

AtomicStampedReference<String> stampedRef = 
    new AtomicStampedReference<>("A", 0);
int[] stampHolder = new int[1];
String value = stampedRef.get(stampHolder); // 获取值和版本号

AtomicMarkableReference

类似 AtomicStampedReference，但用布尔标记代替版本号。

AtomicMarkableReference<String> markedRef = 
    new AtomicMarkableReference<>("data", false);

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数组原子类

AtomicIntegerArray

原子操作整型数组中的元素。

AtomicIntegerArray array = new AtomicIntegerArray(10);
array.getAndIncrement(0); // 原子递增数组第0个元素

AtomicLongArray

类似 AtomicIntegerArray，但针对长整型数组。

AtomicLongArray longArray = new AtomicLongArray(10);
longArray.addAndGet(0, 100L);

AtomicReferenceArray

原子操作对象引用数组。

AtomicReferenceArray<String> refArray = 
    new AtomicReferenceArray<>(10);
refArray.set(0, "value");

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字段更新原子类

AtomicIntegerFieldUpdater

基于反射原子更新类的整型字段。

class MyClass { volatile int value; }
AtomicIntegerFieldUpdater<MyClass> updater = 
    AtomicIntegerFieldUpdater.newUpdater(MyClass.class, "value");
MyClass obj = new MyClass();
updater.set(obj, 100);

AtomicLongFieldUpdater

类似 AtomicIntegerFieldUpdater，针对长整型字段。

AtomicLongFieldUpdater<MyClass> longUpdater = 
    AtomicLongFieldUpdater.newUpdater(MyClass.class, "longValue");

AtomicReferenceFieldUpdater

原子更新对象的引用类型字段。

AtomicReferenceFieldUpdater<MyClass, String> refUpdater = 
    AtomicReferenceFieldUpdater.newUpdater(MyClass.class, String.class, "field");

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高性能累加器

LongAdder 与 DoubleAdder

适用于高并发统计场景，比 AtomicLong 更高性能。

LongAdder adder = new LongAdder();
adder.add(10);
long sum = adder.sum();

LongAccumulator 与 DoubleAccumulator

支持自定义累加规则（如取最大值）。

LongAccumulator accumulator = new LongAccumulator(Long::max, 0L);
accumulator.accumulate(100); // 保留最大值

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使用场景建议

1. 计数器场景：优先使用 LongAdder 替代 AtomicLong。
2. 对象引用更新：需解决 ABA 问题时选择 AtomicStampedReference。
3. 字段原子更新：使用 AtomicXXXFieldUpdater 减少内存占用。

通过合理选择原子类，可以显著提升并发程序的性能和可靠性。