理解Atomic

Atomic一词跟原子有点关系,后者曾被人认为是最小物质的单位。 计算机中的Atomic是指不能分割成若干部分的意思。如果一段代码被认为是Atomic,则表示这段代码在执行过程中,是不能被中断的。 通常来说,原子指令由硬件提供,供软件来实现原子方法(某个线程进入该方法后,就不会被中断,直到其执行完成)。

DK1.5的原子包:java.util.concurrent.atomic

这个包里面提供了一组原子类。其基本的特性就是在多线程环境下,当有多个线程同时执行这些类的实例包含的方法时,具有排他性,即当某个线程进入方法,执行其中的指令时,不会被其他线程打断,而别的线程就像自旋锁一样,一直等到该方法执行完成,才由JVM从等待队列中选择一个另一个线程进入,这只是一种逻辑上的理解。实际上是借助硬件的相关指令来实现的,不会阻塞线程(或者说只是在硬件级别上阻塞了)。

其中的类可以分成4组

AtomicBoolean,AtomicInteger,AtomicLong,AtomicReference

AtomicIntegerArray,AtomicLongArray

AtomicLongFieldUpdater,AtomicIntegerFieldUpdater, AtomicReferenceFieldUpdater

AtomicMarkableReference,AtomicStampedReference,AtomicReferenceArray

Atomic类的作用

使得让对单一数据的操作,实现了原子化

使用Atomic类构建复杂的,无需阻塞的代码

访问对2个或2个以上的atomic变量(或者对单个atomic变量进行2次或2次以上的操作)通常认为是需要同步的,以达到让这些操作能被作为一个原子单元。

2.1 AtomicBoolean , AtomicInteger, AtomicLong,

AtomicReference

这四种基本类型用来处理布尔,整数,长整数,对象四种数据。

构造函数(两个构造函数)

默认的构造函数:初始化的数据分别是false,0,0,null

带参构造函数:参数为初始化的数据

set( )和get( )方法:可以原子地设定和获取atomic的数据。类似于volatile,保证数据会在主存中设置或读取

getAndSet( )方法

原子的将变量设定为新数据,同时返回先前的旧数据

其本质是get( )操作,然后做set( )操作。尽管这2个操作都是atomic,但是他们合并在一起的时候,就不是atomic。在Java的源程序的级别上,如果不依赖synchronized的机制来完成这个工作,是不可能的。只有依靠native方法才可以。

compareAndSet( ) 和weakCompareAndSet( )方法

这两个方法都是conditional modifier方法。这2个方法接受2个参数,一个是期望数据(expected),一个是新数据(new);如果atomic里面的数据和期望数据一致,则将新数据设定给atomic的数据,返回true,表明成功;否则就不设定,并返回false。

对于AtomicInteger、AtomicLong还提供了一些特别的方法。

getAndIncrement( )、incrementAndGet( )、getAndDecrement( )、decrementAndGet ( )、addAndGet( )、getAndAdd( )以实现一些加法,减法原子操作。

(注意 –i、++i不是原子操作,其中包含有3个操作步骤:第一步,读取i;第二步,加1或减1;第三步:写回内存)

设计原子类主要用作各种构造块,用于实现非阻塞数据结构和相关的基础结构类。compareAndSet 方法不是锁定的常规替换方法。仅当对象的重要更新限定于单个 变量时才应用它。

原子类不是 java.lang.Integer 和相关类的通用替换方法。它们不定义诸如 hashCode 和 compareTo 之类的方法。(因为原子变量是可变的,所以对于哈希表键来说,它们不是好的选择。)另外,仅为那些通常在预期应用程序中使用的类型提供类。例如,没有表示 byte 的原子类。这种情况不常见,如果要这样做,可以使用 AtomicInteger 来保持 byte 值,并进行适当的强制转换。也可以使用 Float.floatToIntBits 和 Float.intBitstoFloat 转换来保持 float 值,使用 Double.doubleToLongBits 和 Double.longBitsToDouble 转换来保持 double 值。

注意:Atomic变量从Java5才开始提供!