Java多线程 原子性操作类的使用

前言：

在java5以后，我们接触到了线程原子性操作，也就是在修改时我们只需要保证它的那个瞬间是安全的即可，经过相应的包装后可以再处理对象的并发修改，本文总结一下atomic系列的类的使用方法，其中包含：

1. 基本类型的使用

public class atomictest {
    /**
     * 常见的方法列表
     *
     * @see atomicinteger#get()             直接返回值
     * @see atomicinteger#getandadd(int)    增加指定的数据，返回变化前的数据
     * @see atomicinteger#getanddecrement() 减少1，返回减少前的数据
     * @see atomicinteger#getandincrement() 增加1，返回增加前的数据
     * @see atomicinteger#getandset(int)    设置指定的数据，返回设置前的数据
     * @see atomicinteger#addandget(int)    增加指定的数据后返回增加后的数据
     * @see atomicinteger#decrementandget() 减少1，返回减少后的值
     * @see atomicinteger#incrementandget() 增加1，返回增加后的值
     * @see atomicinteger#lazyset(int)      仅仅当get时才会set
     * @see atomicinteger#compareandset(int, int) 尝试新增后对比，若增加成功则返回true否则返回false
     **/

    public static void main(string[] args) {

        final atomicticket ticket = new atomicticket();
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            new thread(new runnable() {
                @override
                public void run() {
                    while (ticket.getcount() > 0) {
                        system.out.println(thread.currentthread().getname() + " count: " + ticket.decrement());
                    }
                }
            }).start();
        }
    }
}


class atomicticket {

    public atomicinteger count = new atomicinteger(100);

    public int decrement() {

        return count.getanddecrement();
    }

    public int getcount() {
        return count.get();

    }
}

thread-0 count: 100
thread-2 count: 98
thread-1 count: 99
thread-2 count: 96
thread-0 count: 97
thread-2 count: 94
thread-2 count: 92
thread-1 count: 95
中间省略...
thread-1 count: 12
thread-2 count: 7
thread-0 count: 9
thread-2 count: 5
thread-1 count: 6
thread-2 count: 3
thread-0 count: 4
thread-2 count: 1
thread-1 count: 2

2. 数组类型的使用

public class atomicintegerarraytest {

    /**
     * 常见的方法列表
     * @see atomicintegerarray#addandget(int, int) 执行加法，第一个参数为数组的下标，第二个参数为增加的数量，返回增加后的结果
     * @see atomicintegerarray#compareandset(int, int, int) 对比修改，参数1：数组下标，参数2：原始值，参数3，修改目标值，修改成功返回true否则false
     * @see atomicintegerarray#decrementandget(int) 参数为数组下标，将数组对应数字减少1，返回减少后的数据
     * @see atomicintegerarray#incrementandget(int) 参数为数组下标，将数组对应数字增加1，返回增加后的数据
     *
     * @see atomicintegerarray#getandadd(int, int) 和addandget类似，区别是返回值是变化前的数据
     * @see atomicintegerarray#getanddecrement(int) 和decrementandget类似，区别是返回变化前的数据
     * @see atomicintegerarray#getandincrement(int) 和incrementandget类似，区别是返回变化前的数据
     * @see atomicintegerarray#getandset(int, int) 将对应下标的数字设置为指定值，第二个参数为设置的值，返回是变化前的数据
     */
    private final static atomicintegerarray atomic_integer_array = new atomicintegerarray(new int[]{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10});

    public static void main(string []args) throws interruptedexception {
        thread []threads = new thread[10];
        for(int i = 0 ; i < 10 ; i++) {
            final int index = i;
            threads[i] = new thread() {
                public void run() {
                    int original =  atomic_integer_array.get(index);
                    int result = atomic_integer_array.addandget(index, index + 1);
                    system.out.println("currentthread：" + thread.currentthread().getname() + " , 原始值为：" + original + "，增加后的结果为：" + result);
                }
            };
            threads[i].start();
        }
        for(thread thread : threads) {
            thread.join();
        }
        system.out.println("=========================>\n执行已经完成，结果列表：");
        for(int i = 0 ; i < atomic_integer_array.length() ; i++) {
            system.out.println(atomic_integer_array.get(i));
        }
    }
}

currentthread：thread-0 , 原始值为：1，增加后的结果为：2
currentthread：thread-3 , 原始值为：4，增加后的结果为：8
currentthread：thread-2 , 原始值为：3，增加后的结果为：6
currentthread：thread-1 , 原始值为：2，增加后的结果为：4
currentthread：thread-5 , 原始值为：6，增加后的结果为：12
currentthread：thread-4 , 原始值为：5，增加后的结果为：10
currentthread：thread-6 , 原始值为：7，增加后的结果为：14
currentthread：thread-7 , 原始值为：8，增加后的结果为：16
currentthread：thread-8 , 原始值为：9，增加后的结果为：18
currentthread：thread-9 , 原始值为：10，增加后的结果为：20
=========================>

执行已经完成，结果列表：
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20

3. 引用类型的使用

public class atomicreferencetest {

    public static void main(string[] args) {
        people people1 =new people("bom", 0);
        people people2 =new people("tom",10);

        //先初始化一个值，如果不初始化则默认值为null
        atomicreference<people> reference = new atomicreference<>(people1);
        people people3 = reference.get();
        if (people3.equals(people1)) {
            system.out.println("people3:" + people3);
        } else {
            system.out.println("else:" + people3);
        }

        /**
         * 当前值：拿当前值和reference.get()获取到的值去比较，如果相等则true并更新值为期望值
         * 期望值：如果返回true则更新为期望值，如果返回false则不更新值
         */
        boolean b = reference.compareandset(null, people2);
        system.out.println("myclass.main-"+b+"--"+reference.get());

        boolean b1 = reference.compareandset(people1, people2);
        system.out.println("myclass.main-"+b1+"--"+reference.get());


        new thread(new runnable() {
            @override
            public void run() {
                system.out.println(thread.currentthread().getname());

                people people = reference.get();
                people.setname("tom"+thread.currentthread().getname());
                people.setage(people.getage()+1);
                reference.getandset(people);
                system.out.println(thread.currentthread().getname()+reference.get().tostring());
            }
        }).start();

        new thread(new runnable() {
            @override
            public void run() {
                system.out.println(thread.currentthread().getname());

                people people = reference.get();
                people.setname("tom"+thread.currentthread().getname());
                people.setage(people.getage()+4);
                reference.getandset(people);
                system.out.println(thread.currentthread().getname()+reference.get().tostring());
            }
        }).start();

    }

}

 class people {
    private string name;
    private int age;

    public people(string name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public string getname() {
        return name;
    }

    public void setname(string name) {
        this.name = name;
    }

    public int getage() {
        return age;
    }

    public void setage(int age) {
        this.age = age;
    }

    @override
    public string tostring() {
        return "people{" +
                "name='" + name + ''' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}

4.字段类型的使用

public class atomicintegerfieldupdatertest {

    /**
     * 可以直接访问对应的变量，进行修改和处理
     * 条件：要在可访问的区域内，如果是private或挎包访问default类型以及非父亲类的protected均无法访问到
     * 其次访问对象不能是static类型的变量（因为在计算属性的偏移量的时候无法计算），也不能是final类型的变量（因为根本无法修改），必须是普通的成员变量
     * <p>
     * 方法（说明上和atomicinteger几乎一致，唯一的区别是第一个参数需要传入对象的引用）
     *
     * @see atomicintegerfieldupdater#addandget(object, int)
     * @see atomicintegerfieldupdater#compareandset(object, int, int)
     * @see atomicintegerfieldupdater#decrementandget(object)
     * @see atomicintegerfieldupdater#incrementandget(object)
     * @see atomicintegerfieldupdater#getandadd(object, int)
     * @see atomicintegerfieldupdater#getanddecrement(object)
     * @see atomicintegerfieldupdater#getandincrement(object)
     * @see atomicintegerfieldupdater#getandset(object, int)
     */
    public final static atomicintegerfieldupdater<a> atomic_integer_updater = atomicintegerfieldupdater.newupdater(a.class, "intvalue");

    public static void main(string[] args) {
        final a a = new a();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {

            new thread() {
                public void run() {
                    system.out.println(
                            thread.currentthread().getname() + " " + atomic_integer_updater.get(a));
                    atomic_integer_updater.addandget(a, 11);
                    system.out.println(
                            thread.currentthread().getname() + " " + atomic_integer_updater.get(a));
                    if (atomic_integer_updater.compareandset(a, atomic_integer_updater.get(a), 120)) {
                        system.out.println(thread.currentthread().getname() + " 对应的值做了修改！");
                    }
                    system.out.println(
                            thread.currentthread().getname() + " " + atomic_integer_updater.get(a));
                }
            }.start();
        }
    }

    static class a {
        volatile int intvalue = 100;
    }
}

thread-0 100
thread-2 100
thread-1 100
thread-2 122
thread-3 111
thread-5 120
thread-0 111
thread-5 142
thread-3 131
thread-2 对应的值做了修改！
thread-2 120
thread-8 120
thread-4 133
thread-1 133
thread-9 142
thread-4 142
thread-4 对应的值做了修改！
thread-8 131
thread-3 对应的值做了修改！
thread-3 120
thread-7 120
thread-7 131
thread-5 对应的值做了修改！
thread-5 120
thread-6 120
thread-0 对应的值做了修改！
thread-6 131
thread-7 对应的值做了修改！
thread-8 对应的值做了修改！
thread-4 120
thread-9 131
thread-1 对应的值做了修改！
thread-9 对应的值做了修改！
thread-8 120
thread-7 120
thread-6 对应的值做了修改！
thread-0 131
thread-6 120
thread-9 120
thread-1 120

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