Java线程：原子量

http://lavasoft.blog.51cto.com/62575/222541

所谓的原子量即操作变量的操作是“原子的”，该操作不可再分，因此是线程安全的。

为何要使用原子变量呢，原因是多个线程对单个变量操作也会引起一些问题。在Java5之前，可以通过volatile、synchronized关键字来解决并发访问的安全问题，但这样太麻烦。
Java5之后，专门提供了用来进行单变量多线程并发安全访问的工具包java.util.concurrent.atomic，其中的类也很简单。

下面给出一个反面例子（切勿模仿）：
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicLong;

/**
* Java线程：新特征-原子量
*
* @author leizhimin 2009-11-6 9:53:11
*/
public class Test {
        public static void main(String[] args) {
                ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);
                Runnable t1 = new MyRunnable("张三", 2000);
                Runnable t2 = new MyRunnable("李四", 3600);
                Runnable t3 = new MyRunnable("王五", 2700);
                Runnable t4 = new MyRunnable("老张", 600);
                Runnable t5 = new MyRunnable("老牛", 1300);
                Runnable t6 = new MyRunnable("胖子", 800);
                //执行各个线程
                pool.execute(t1);
                pool.execute(t2);
                pool.execute(t3);
                pool.execute(t4);
                pool.execute(t5);
                pool.execute(t6);
                //关闭线程池
                pool.shutdown();
        }
}

class MyRunnable implements Runnable {
        private static AtomicLong aLong = new AtomicLong(10000);        //原子量，每个线程都可以自由操作
        private String name;                //操作人
        private int x;                            //操作数额

        MyRunnable(String name, int x) {
                this.name = name;
                this.x = x;
        }

        public void run() {
                System.out.println(name + "执行了" + x + "，当前余额：" + aLong.addAndGet(x));
        }
}

运行结果：
李四执行了3600，当前余额：13600
王五执行了2700，当前余额：16300
老张执行了600，当前余额：16900
老牛执行了1300，当前余额：18200
胖子执行了800，当前余额：19000
张三执行了2000，当前余额：21000

Process finished with exit code 0

张三执行了2000，当前余额：12000
王五执行了2700，当前余额：18300
老张执行了600，当前余额：18900
老牛执行了1300，当前余额：20200
胖子执行了800，当前余额：21000
李四执行了3600，当前余额：15600

Process finished with exit code 0

张三执行了2000，当前余额：12000
李四执行了3600，当前余额：15600
老张执行了600，当前余额：18900
老牛执行了1300，当前余额：20200
胖子执行了800，当前余额：21000
王五执行了2700，当前余额：18300

Process finished with exit code 0

从运行结果可以看出，虽然使用了原子量，但是程序并发访问还是有问题，那究竟问题出在哪里了？

这里要注意的一点是，原子量虽然可以保证单个变量在某一个操作过程的安全，但无法保证你整个代码块，或者整个程序的安全性。因此，通常还应该使用锁等同步机制来控制整个程序的安全性。

下面是对这个错误修正：
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicLong;

/**
* Java线程：新特征-原子量
*
* @author leizhimin 2009-11-6 9:53:11
*/
public class Test {
        public static void main(String[] args) {
                ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);
                Lock lock = new ReentrantLock(false);
                Runnable t1 = new MyRunnable("张三", 2000,lock);
                Runnable t2 = new MyRunnable("李四", 3600,lock);
                Runnable t3 = new MyRunnable("王五", 2700,lock);
                Runnable t4 = new MyRunnable("老张", 600,lock);
                Runnable t5 = new MyRunnable("老牛", 1300,lock);
                Runnable t6 = new MyRunnable("胖子", 800,lock);
                //执行各个线程
                pool.execute(t1);
                pool.execute(t2);
                pool.execute(t3);
                pool.execute(t4);
                pool.execute(t5);
                pool.execute(t6);
                //关闭线程池
                pool.shutdown();
        }
}

class MyRunnable implements Runnable {
        private static AtomicLong aLong = new AtomicLong(10000);        //原子量，每个线程都可以自由操作
        private String name;                //操作人
        private int x;                            //操作数额
        private Lock lock;

        MyRunnable(String name, int x,Lock lock) {
                this.name = name;
                this.x = x;
                this.lock = lock;
        }

        public void run() {
                lock.lock();
                System.out.println(name + "执行了" + x + "，当前余额：" + aLong.addAndGet(x));
                lock.unlock();
        }
}

执行结果：
张三执行了2000，当前余额：12000
王五执行了2700，当前余额：14700
老张执行了600，当前余额：15300
老牛执行了1300，当前余额：16600
胖子执行了800，当前余额：17400
李四执行了3600，当前余额：21000

Process finished with exit code 0

这里使用了一个对象锁，来控制对并发代码的访问。不管运行多少次，执行次序如何，最终余额均为21000，这个结果是正确的。

有关原子量的用法很简单，关键是对原子量的认识，原子仅仅是保证变量操作的原子性，但整个程序还需要考虑线程安全的。