欢迎您访问程序员文章站本站旨在为大家提供分享程序员计算机编程知识!
您现在的位置是: 首页  >  Java

AtomicInteger原子类的作用介绍(代码示例)

程序员文章站 2022-03-20 09:33:31
...

本篇文章给大家带来的内容是关于AtomicInteger原子类的作用介绍(代码示例),有一定的参考价值,有需要的朋友可以参考一下,希望对你有所帮助。

AtomicInteger 原子类的作用

多线程操作,Synchronized 性能开销太大count++并不是原子操作。因为count++需要经过读取-修改-写入三个步骤。

count++并不是原子操作。因为count++需要经过读取-修改-写入三个步骤。

可以这样做:

public synchronized void increase() {
    count++;
}

Synchronized锁是独占的,意味着如果有别的线程在执行,当前线程只能是等待!

用CAS操作

CAS有3个操作数:

内存值V旧的预期值A要修改的新值B当多个线程尝试使用CAS同时更新同一个变量时,只有其中一个线程能更新变量的值(A和内存值V相同时,将内存值V修改为B),而其它线程都失败,失败的线程并不会被挂起,而是被告知这次竞争中失败,并可以再次尝试(或者什么都不做)。

我们可以发现CAS有两种情况:

如果内存值V和我们的预期值A相等,则将内存值修改为B,操作成功!

如果内存值V和我们的预期值A不相等,一般也有两种情况:

重试(自旋)什么都不做

理解CAS的核心就是:

CAS是原子性的,虽然你可能看到比较后再修改(compare and swap)觉得会有两个操作,但终究是原子性的!

原子变量类在java.util.concurrent.atomic包下,总体来看有这么多个

基本类型:

AtomicBoolean:布尔型AtomicInteger:整型AtomicLong:长整型

数组:

AtomicIntegerArray:数组里的整型AtomicLongArray:数组里的长整型AtomicReferenceArray:数组里的引用类型

引用类型:

AtomicReference:引用类型AtomicStampedReference:带有版本号的引用类型AtomicMarkableReference:带有标记位的引用类型

对象的属性

AtomicIntegerFieldUpdater:对象的属性是整型AtomicLongFieldUpdater:对象的属性是长整型AtomicReferenceFieldUpdater:对象的属性是引用类型

JDK8新增DoubleAccumulator、LongAccumulator、DoubleAdder、LongAdder

是对AtomicLong等类的改进。比如LongAccumulator与LongAdder在高并发环境下比AtomicLong更高效。Atomic包里的类基本都是使用Unsafe实现的包装类

Unsafe里边有几个我们喜欢的方法(CAS):

// 第一和第二个参数代表对象的实例以及地址,第三个参数代表期望值,第四个参数代表更新值
public final native boolean compareAndSwapObject(Object var1, long var2, Object var4, Object var5);
public final native boolean compareAndSwapInt(Object var1, long var2, int var4, int var5);
public final native boolean compareAndSwapLong(Object var1, long var2, long var4, long var6);

原子变量类使用

class Count{
    // 共享变量(使用AtomicInteger来替代Synchronized锁)
    private AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);
    public Integer getCount() {
        return count.get();
    }
    public void increase() {
        count.incrementAndGet();
    }
}

原子类的ABA问题

下面的操作都可以正常执行完的,这样会发生什么问题呢??线程C无法得知线程A和线程B修改过的count值,这样是有风险的。

现在我有一个变量count=10,现在有三个线程,分别为A、B、C线程A和线程C同时读到count变量,所以线程A和线程C的内存值和预期值都为10此时线程A使用CAS将count值修改成100修改完后,就在这时,线程B进来了,读取得到count的值为100(内存值和预期值都是100),将count值修改成10线程C拿到执行权,发现内存值是10,预期值也是10,将count值修改成11

解决ABA问题

要解决ABA的问题,我们可以使用JDK给我们提供的AtomicStampedReference和AtomicMarkableReference类。

简单来说就是在给为这个对象提供了一个版本,并且这个版本如果被修改了,是自动更新的。

原理大概就是:维护了一个Pair对象,Pair对象存储我们的对象引用和一个stamp值。每次CAS比较的是两个Pair对象

LongAdder 性能比 AtomicLong 要好

使用AtomicLong时,在高并发下大量线程会同时去竞争更新同一个原子变量,但是由于同时只有一个线程的CAS会成功,所以其他线程会不断尝试自旋尝试CAS操作,这会浪费不少的CPU资源。

而LongAdder可以概括成这样:内部核心数据value分离成一个数组(Cell),每个线程访问时,通过哈希等算法映射到其中一个数字进行计数,而最终的计数结果,则为这个数组的求和累加。

简单来说就是将一个值分散成多个值,在并发的时候就可以分散压力,性能有所提高。

以上就是AtomicInteger原子类的作用介绍(代码示例)的详细内容,更多请关注其它相关文章!

相关标签: java