面试官：AtomicInteger是如何保证线程安全？

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一、为什么引入 AtomicInteger ？

谈到线程安全，会首先想到了synchronized 和 Lock,但是这种方式又有一个名字，叫做互斥锁，一次只能有一个持有锁的线程进入，再加上还有不同线程争夺锁这个机制，效率比较低，所以又称悲观锁

与之相对应，就有了乐观锁的概念：它不加锁去完成某项操作，如果因为冲突失败就重试，直到成功为止。

AtomicInteger 保证线程安全就是使用了乐观锁，所以相对于悲观锁，效率更高。

在有多个线程同时使用CAS操作一个变量时，只有一个会胜出并成功更新，其余均会失败。失败的线程不会被挂起，仅被告知失败，并且允许再次尝试，当然，也允许失败的线程放弃操作

二、AtomicInteger 原理分析

1. 具体使用

假如我们想实现一个功能来统计网页访问量，可以使用 count++ 来统计访问量，但是这个自增操作不是线程安全的。

加锁实现：

class Counter {private volatile int count = 0;public synchronized void increment() {count++;}public int getCount() {return count;}
}

AtomicInteger 实现：

class Counter {//使用AtomicInteger之后，不需要加锁，也可以实现线程安全。private AtomicInteger count = new AtomicInteger();public void increment() {count.incrementAndGet();}public int getCount() {return count.get();}
}

2. 原理分析

AtomicInteger 类中定义的属性：

// setup to use Unsafe.compareAndSwapInt for updatesprivate static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();private static final long valueOffset;static {try {valueOffset = unsafe.objectFieldOffset(AtomicInteger.class.getDeclaredField("value"));} catch (Exception ex) { throw new Error(ex); }}

Unsafe是JDK内部的工具类，主要实现了平台相关的操作

sun.misc.Unsafe 是JDK内部用的工具类。它通过暴露一些Java意义上说“不安全”的功能给Java层代码，来让JDK能够更多的使用Java代码来实现一些原本是平台相关的、需要使用native语言（例如C或C++）才可以实现的功能。该类不应该在JDK核心类库之外使用。

简单来说：这段代码是为了获取value在堆内存中的偏移量

Value的定义：

private volatile int value;

volatile 主要特性有两点：防止重排序；实现内存可见性

内存可见性的作用是当一个线程修改了共享变量时，另一个线程可以读取到这个修改后的值

用CAS操作实现原子性：

AtomicInteger中有很多方法，例如

incrementAndGet() 相当于i++ ；
getAndAdd() 相当于i+=n 。

从源码中我们可以看出这几种方法的实现很相似，这里主要分析incrementAndGet()方法的源码

public final int incrementAndGet() {for (;;) {int current = get();int next = current + 1;if (compareAndSet(current, next))return next;}}public final boolean compareAndSet(int expect, int update) {return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);}

incrementAndGet() 方法实现了自增的操作。

核心实现是先获取当前值和目标值（也就是current +1），如果compareAndSet(current, next) 返回成功则该方法返回目标值。

那么compareAndSet是做CAS操作