线程安全并且无阻塞的Atomic类

原子操作AtomicInteger

 

public class AtomicLong extends Number  
                implements Serializable

 

 

J2SE 5.0提供了一组atomic class来帮助我们简化同步处理。

基本工作原理是使用了同步synchronized的方法实现了对一个long, integer, 对象的增、减、赋值（更新）操作. 比如对于++运算符, AtomicInteger可以将它持有的integer 能够atomic 地递增。在需要访问两个或两个以上 atomic变量的程序代码（或者是对单一的atomic变量执行两个或两个以上的操作）通常都需要被synchronize以便两者的操作能够被当作是一个atomic的单元。 

 

简单的说，这些类都是线程安全的，支持无阻塞无锁定的 

 

addAndGet(long delta)
    //以原子方式将给定值添加到当前值。

getAndSet() :
    //设置新值，返回旧值.

compareAndSet(expectedValue, newValue) :
    //如果当前值 == 预期值，则以原子方式将该值设置为给定的更新值
    //如果更新成功，返回true, 否则返回false
    //换句话可以这样说: 将原子变量设置为新的值, 但是如果从我上次看到的这个变量之后到现在被其他线程修改了(和我期望看到的值不符), 那么更新失败
    /*  单线程下, compareAndSet返回永远为true,
     *  多线程下, 在与result进行compare时, counter可能被其他线程set了新值, 这时需要重新再取一遍再比较,
     *  如果还是没有拿到最新的值, 则一直循环下去, 直到拿到最新的那个值
    */

 

为了提高性能,AtomicLong等类在实现同步时,没有用synchronized关键字,而是直接使用了最低层(本地c语言实现代码)来完成的,

因而你是看不到用synchronized关键字的.

比如:AtomicLong类中原子操作方法:

public final boolean compareAndSet(long expect, long update) ;

就是直接使用SUN公司低层本地代码的原子方法(native方法):

public final native boolean compareAndSwapLong(...)来实现的.

 

 

 

set()  
get()  
getAndSet()  
getAndIncrement()  
getAndDecrement()  
getAndAdd()

 

 

测试代码：

 

import java.util.concurrent.CountDownLatch;  
import java.util.concurrent.atomic.AtomicLong;  
  
import org.junit.Test;  

public class AtomicTest {  
  
    @Test  
    public void testAtomic()  
    {  
        final int loopcount = 10000;  
        int threadcount = 10;  
  
        final NonSafeSeq seq1 = new NonSafeSeq();  
        final SafeSeq seq2 = new SafeSeq();  
  
        final CountDownLatch l = new CountDownLatch(threadcount);  
  
        for(int i = 0; i < threadcount; ++i)  
        {  
            final int index = i;  
            new Thread(new Runnable() {  
  
                @Override  
                public void run() {  
                    for(int j = 0; j < loopcount; ++j)  
                    {  
  
                        seq1.inc();  
                        seq2.inc();  
                    }  
  
                    System.out.println("finished : " + index);  
                    l.countDown();  
  
                }  
            }).start();  
        }  
  
        try {  
            l.await();  
        } catch (InterruptedException e) {  
  
            e.printStackTrace();  
        }  
  
        System.out.println("both have finished....");  
  
        System.out.println("NonSafeSeq:" + seq1.get());  
        System.out.println("SafeSeq with atomic: " + seq2.get());  
  
    }  
}  
  
class NonSafeSeq{  
    private long count = 0;  
    public void inc()  
    {  
        count++;  
    }  
  
    public long  get()  
    {  
        return count;  
    }  
}  
  
class SafeSeq{  
    private AtomicLong count  = new AtomicLong(0);  
  
    public void inc()  
    {  
        count.incrementAndGet();  
    }  
  
    public long get()  
    {  
        return count.longValue();  
    }  
} 

 

 

其中NonSafeSeq是作为对比的类，直接放一个private long count不是线程安全的，而SafeSeq里面放了一个AtomicLong,是线程安全的；可以直接调用incrementAndGet来增加 

 

运行代码，可以得到类似这样的结果 

finished : 1 

finished : 0 

finished : 3 

finished : 2 

finished : 5 

finished : 4 

finished : 6 

finished : 8 

finished : 9 

finished : 7 

both have finished.... 

NonSafeSeq:91723 

SafeSeq with atomic: 100000 

 

可以看到，10个线程，每个线程运行了10,000次，理论上应该有100,000次增加，使用了普通的long是非线程安全的，而使用了AtomicLong是线程安全的； 

 

注意，这个例子也说明，虽然long本身的单个设置是原子的，要么成功要么不成功，但是诸如count++这样的操作就不是线程安全的；因为这包括了读取和写入两步操作；