【JAVA并发编程】Atomic原子操作类的整理

一、简介

java.util.concurrent并发包给我们提供了12个原子操作类，它们属于四种类型的原子更新，分别是原子更新基本类型、原子更新数组、原子更新引用类型和原子更新属性。

这些原子操作类内部都是通过Unsafe类提供的一些本地方法（原子操作）来实现的，如大家熟悉的CAS操作compareAndSwapInt，从主存中读取最新值getIntVolatile等。

二、原子更新的类型

2.1 原子更新基本类型

以原子的方式更新基本类型，atomic包提供了3个类：

1. AtomicBoolean：原子更新布尔类型
2. AtomicInteger：原子更新整型
3. AtomicLong：原子更新长整型

以上3个类提供的方法基本一样，如AtomicInteger的部分方法如下：

// 以原子方式将输入的值与实例中的值相加，并返回相加后的值
int addAndGet(int delta)

// 如果输入的值等于预期值，则以原子方式将该值设置为输入的值，成功返回true，否则返回false
boolean compareAndSet(int expect, int update)

// 以原子方式将当前的值加1，返回自增前的值
int getAndIncrement()

// 以原子方式设置newValue的值，并返回旧值
int getAndSet(int newValue)

2.2 原子更新数组

以原子的方式更新数组里的某个元素，atomic包提供了3个类：

1. AtomicIntegerArray：原子更新整型数组里的元素
2. AtomicLongArray：原子更新长整型数组里的元素
3. AtomicReferenceArray：原子更新引用类型数组的元素

这里以AtomicIntegerArray为例，其主要是以原子的方式来更新数组里的整型，部分方法如下：

// 以原子方式将输入值与数组中索引i的元素相加，并返回
int addAndGet(int i, int delta)  

// 如果当前值等于预期值，则以原子方式将数组位置i的元素设置成update值，成功返回true，否则返回false
boolean compareAndSet(int i, int expect, int update)  

2.3 原子更新引用类型

以原子的方式更新引用类型，atomic包提供了3个类：

1. AtomicReference：原子更新引用类型
2. AtomicStampedReference：原子更新带有版本号的引用类型，可以解决ABA问题
3. AtomicMarkableReference：原子更新带有标记位的引用类型

这里以AtomicReference为例，其主要是以原子的方式来更新引用类型，部分方法如下：

// 如果当前value指向的对象与expect指向的对象是同一个，则以原子的方式将value更新为update，即value指向了update所指向的对象。
boolean compareAndSet(V expect, V update) 

// 以原子的方式将value更新为newValue，并返回value的旧值
V getAndSet(V newValue)

2.4 原子更新属性

以原子的方式更新对象里的属性，atomic包提供了3个类：

1. AtomicIntegerFieldUpdater：原子更新整型属性
2. AtomiceLongFieldUpdater：原子更新长整型属性
3. AtomicReferenceFieldUpdater：原子更新引用类型的属性

使用时必须先使用静态方法newUpdater()创建一个更新器，并且传入想要更新的类和属性名。
注意：要更新的字段必须是volatile类型的。

样例如下：

private static AtomicIntegerFieldUpdater<User> a = AtomicIntegerFieldUpdater.newUpdater(User.class, "age");
public static class User{
    private String name;
    public volatile int age;
}