多线程篇（并发相关类- 原子操作类）（持续更新迭代）

前言

一、原子变量操作类（AtomicLong为例）

1. 前言

2. 实例

二、JDK 8新增的原子操作类LongAdder

三、LongAccumulator类原理探究

前言

JUC包提供了一系列的原子性操作类，这些类都是使用非阻塞算法CAS实现的，相比使用锁实现原子性操作这在性能上有很大提高。

由于原子性操作类的原理都大致相同，这里讲解最简单的AtomicLong类的实现原理以及JDK 8中新增的LongAdder和LongAccumulator

类的原理。有了这些基础，再去理解其他原子性操作类的实现就不会感到困难了。

一、原子变量操作类（AtomicLong为例）

1. 前言

JUC 并发包中包含有 AtomicInteger、AtomicLong 和 AtomicBoolean 等原子性操作类它们的原理类似，我们主要讲解 AtomicLong

类。

AtomicLong 是原子性递增或者递减类，其内部使用 Unsafe 来实现。

通过Unsafe.getUnsafe()方法获取到 Unsafe 类的实例,这里你可能会有疑问，为何能通过 Unsafe.getUnsafe()方法获取到 Unsafe 类的

实例?

其实这是因为 AtomicLong类也是在 rt.jar 包下面的，AtomicLong 类就是通过 BootStarp 类加载器进行加载的。

在没有原子类的情况下，实现计数器需要使用一定的同步措施，比如使用 synchronized 关键字等，但是这些都是阻塞算法，对性能有

一定损耗，而原子操作类都使用 CAS 非阻塞算法，性能更好。

但是在高并发情况下AtomicLong 还会存在性能问题。

JDK 8 提供了一个在高并发下性能更好的 LongAdder 类。

2. 实例

AtomicLong是原子性递增或者递减类，其内部使用Unsafe来实现，我们看下面的代码：

代码（1）通过Unsafe.getUnsafe()方法获取到Unsafe类的实例，这里你可能会有疑问，为何能通过Unsafe.getUnsafe()方法获取到Unsafe类的实例？其实这是因为AtomicLong类也是在rt.jar包下面的，AtomicLong类就是通过BootStarp类加载器进行加载的。
代码（5）中的value被声明为volatile的，这是为了在多线程下保证内存可见性，value是具体存放计数的变量。
代码（2）（4）获取value变量在AtomicLong类中的偏移量。

下面重点看下AtomicLong中的主要函数:

递增和递减操作代码：

在如上代码内部都是通过调用Unsafe的getAndAddLong方法来实现操作，这个函数是个原子性操作，这里第一个参数是AtomicLong实

例的引用，第二个参数是value变量在AtomicLong中的偏移值，第三个参数是要设置的第二个变量的值。

boolean compareAndSet(long expect, long update)方法：

在内部调用了unsafe.compareAndSwapLong方法。

如果原子变量中的value值等于expect，则使用update值更新该值并返回true，否则返回false。

示例代码：多线程使用AtomicLong统计0的个数。

public class Atomic {// (10) 创建Long型原子计数器private static final AtomicLong atomicLong = new AtomicLong();// (11) 创建数据源private static final Integer[] arrayOne = new Integer[]{0, 1, 2, 3, 0, 5, 6, 0, 56, 0};private static final Integer[] arrayTwo = new Integer[]{10, 1, 2, 3, 0, 5, 6, 0, 56, 0};public static void main(String[] args) throws InterruptedException {//(12）线程one统计数组arrayOne中0的个数Thread threadOne = new Thread(() -> {int size = arrayOne.length;for (Integer integer : arrayOne) {if (integer == 0) {atomicLong.incrementAndGet();}}});//(13）线程two统计数组arrayTwo中0的个数Thread threadTwo = new Thread(() -> {int size = arrayTwo.length;for (Integer integer : arrayTwo) {if (integer == 0) {atomicLong.incrementAndGet();}}});// (14) 启动子线程threadOne.start();threadTwo.start();// (15) 等待线程执行完毕threadOne.join();threadTwo.join();System.out.println("arrayOne & arrayTwo 0 的个数是: " + atomicLong.get());}
}

运行结果：