Java并发体系--atomic--字段类

atomic--字段类

Atomic字段类是一种原子操作类，用于实现多线程环境下对共享变量的原子操作。它可以确保在并发情况下，对共享变量的操作是原子性的，不会出现线程安全问题。

Atomic字段类提供了一些方法，比如get()和set()方法用于获取和设置字段的值，compareAndSet()方法用于比较当前值和期望值是否相等，如果相等则更新为新的值。它使用了一些底层的机制，比如自旋锁和CAS（Compare and Swap）操作，来保证原子性的操作。

Atomic字段类可以用于解决一些常见的线程安全问题，比如计数器、标志位等。通过使用Atomic字段类，我们不需要手动地使用synchronized关键字或者Lock对象来实现线程安全，大大简化了程序的编写和维护工作。

实例

下面是一个使用AtomicIntegerFieldUpdater类示例的代码：

import java.util.concurrent.atomic.AtomicIntegerFieldUpdater;public class AtomicFieldExample {private volatile int value = 0;private static final AtomicIntegerFieldUpdater<AtomicFieldExample> updater =AtomicIntegerFieldUpdater.newUpdater(AtomicFieldExample.class, "value");public int getValue() {return value;}public void increment() {updater.incrementAndGet(this);}public static void main(String[] args) {AtomicFieldExample example = new AtomicFieldExample();example.increment();System.out.println(example.getValue()); // 输出：1}
}

在这个示例中，我们定义了一个名为AtomicFieldExample的类，并在其中声明了一个volatile的int类型字段value。我们使用AtomicIntegerFieldUpdater类来更新value字段。

首先，我们通过调用AtomicIntegerFieldUpdater的newUpdater静态方法来创建一个AtomicIntegerFieldUpdater对象。我们向该方法传递两个参数，第一个参数是AtomicFieldExample.class，指定要更新的字段所在的类。第二个参数是字符串"value"，指定要更新的字段的名称。

在increment方法中，我们通过调用AtomicIntegerFieldUpdater的incrementAndGet方法来增加value字段的值。我们将this传递给incrementAndGet方法，这是因为要更新字段所在的对象是当前类的实例。

在main方法中，我们创建了一个AtomicFieldExample对象，并调用了increment方法来增加value字段的值。然后，我们通过调用getValue方法来获取value字段的当前值，并将其输出到控制台。在这个示例中，输出将为1。

通过使用AtomicIntegerFieldUpdater类，我们可以实现对字段的原子更新。这是通过利用底层的AtomicInteger和反射机制来实现的。使用AtomicIntegerFieldUpdater的好处是，我们可以在不使用锁的情况下，对字段进行原子更新。这大大提高了并发性能。但是需要注意，AtomicIntegerFieldUpdater只能用于更新int类型的字段，而且只能用于实例变量，不能用于静态变量。

总结

并发编程中，Atomic类是一组原子操作类的总称，用于实现在多线程环境下对共享变量的原子操作。在多线程编程中，原子操作是指不能被中断的一个或一系列操作，可以保证操作的原子性，即不会被其他线程干扰。

并发包中的原子操作类都是基于CAS（Compare and Swap）算法来实现的，CAS是一种乐观锁机制，通过比较当前值与期望值是否相等，如果相等则更新为新值，否则重试。

并发包中的原子操作类可以分为两类：

基本类型的原子操作类：AtomicBoolean、AtomicInteger、AtomicLong等。
- AtomicBoolean：提供了原子操作的boolean类型变量。
- AtomicInteger：提供了原子操作的int类型变量。
- AtomicLong：提供了原子操作的long类型变量。
- AtomicReference：提供了原子操作的引用类型变量。
- AtomicStampedReference：提供了原子操作的带有版本号的引用类型变量。
数组类型的原子操作类：AtomicIntegerArray、AtomicLongArray、AtomicReferenceArray等。
- AtomicIntegerArray：提供了原子操作的int类型数组。
- AtomicLongArray：提供了原子操作的long类型数组。
- AtomicReferenceArray：提供了原子操作的引用类型数组。

这些原子操作类都提供了一系列的原子方法，可以保证对共享变量的操作的原子性，具体包括：