Java中怎么实现原子操作类

一、引言

在 jdk1.5 中新增 java.util.concurrent(J.U.C) 包，它建立在 CAS 之上。CAS 是非阻塞算法的一种常见实现，相对于 synchronized 这种阻塞算法，它的性能更好。

DK1.5 中引入了底层的支持，在 int、long 和对象的引用等类型上都公开了 CAS 的操作，并且 JVM 把它们编译为底层硬件提供的最有效的方法，在运行 CAS 的平台上，运行时把它们编译为相应的机器指令。在 java.util.concurrent.atomic 包下面的所有的原子变量类型中，比如 AtomicInteger，都使用了这些底层的JVM支持为数字类型的引用类型提供一种高效的 CAS 操作。

二、Java原子类介绍

atomic 包中的 13 个类，属于 4 种类型的原子更新方式.

• (1)原子更新基本类型

• (2)原子更新数组

• (3)原子更新引用

• (4)原子更新属性

atomic 包里的类基本都是使用 Unsafe 实现的包装类.

1.原子更新基本类型

• AtomicBoolean：原子更新布尔类型。

• AtomicInteger：原子更新整型。

• AtomicLong：原子更新长整型。

本类以 AtomicInteger 进行讲解:

AtomicInteger 是一个支持原子操作的 Integer 类，就是保证对 AtomicInteger 类型变量的增加和减少操作是原子性的，不会出现多个线程下的数据不一致问题。如果不使用 AtomicInteger，要实现一个按顺序获取的 ID，就必须在每次获取时进行加锁操作，以避免出现并发时获取到同样的 ID 的现象。

• int addAndGet(int delta) 以原子方式将输入的数值与实例中的值相加，并返回结果；

• boolean compareAndSet(int expect, int update) 如果输入的数值等于预期值，则以原子的方式将该值设置为输入的值；

• int getAndIncrement() 以原子方式将当前值加 1，注意，这里返回的是自增前的值；

• void lazySet(int newValue) 最终会设置成 newValue，使用 lazySet 设置值后，可能导致其他线程在之后的一小段时间内还是可以读到 旧值；

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

那么getAndIncrement 是如何实现原子操作的呢？

1public final int getAndIncrement() { 
2    for (;;) { 
3        int current = get(); 
4        int next = current + 1; 
5        if (compareAndSet(current, next)) 
6            return current; 
7    } 
8}