java線程中Atomic的含義是什么

java線程中Atomic的含義是什么，相信很多沒有經(jīng)驗(yàn)的人對(duì)此束手無策，為此本文總結(jié)了問題出現(xiàn)的原因和解決方法，通過這篇文章希望你能解決這個(gè)問題。

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Atomic概念

        計(jì)算機(jī)中的Atomic是指不能分割成若干部分的意思。如果一段代碼被認(rèn)為是Atomic，則表示這段代碼在執(zhí)行過程中，是不能被中斷的。通常來說，原子指令由硬件提供，供軟件來實(shí)現(xiàn)原子方法（某個(gè)線程進(jìn)入該方法后，就不會(huì)被中斷，直到其執(zhí)行完成）

         在x86 平臺(tái)上，CPU提供了在指令執(zhí)行期間對(duì)總線加鎖的手段。CPU芯片上有一條引線#HLOCK pin，如果匯編語(yǔ)言的程序中在一條指令前面加上前綴"LOCK"，經(jīng)過匯編以后的機(jī)器代碼就使CPU在執(zhí)行這條指令的時(shí)候把#HLOCK pin的電位拉低，持續(xù)到這條指令結(jié)束時(shí)放開，從而把總線鎖住，這樣同一總線上別的CPU就暫時(shí)不能通過總線訪問內(nèi)存了，保證了這條指令在多處理器環(huán)境中的原子性

JDk中的java.util.concurrent.atomic

            基本的特性就是在多線程環(huán)境下，當(dāng)有多個(gè)線程同時(shí)執(zhí)行這些類的實(shí)例包含的方法時(shí)，具有排他性，即當(dāng)某個(gè)線程進(jìn)入方法，執(zhí)行其中的指令時(shí)，不會(huì)被其他線程打斷，而別的線程就像自旋鎖一樣，一直等到該方法執(zhí)行完成，才由JVM從等待隊(duì)列中選擇一個(gè)另一個(gè)線程進(jìn)入，這只是一種邏輯上的理解。實(shí)際上是借助硬件的相關(guān)指令來實(shí)現(xiàn)的，不會(huì)阻塞線程(或者說只是在硬件級(jí)別上阻塞了)。

        其中的類可以分成4組

    • AtomicBoolean，AtomicInteger，AtomicLong，AtomicReference

    • AtomicIntegerArray，AtomicLongArray

    • AtomicLongFieldUpdater，AtomicIntegerFieldUpdater，AtomicReferenceFieldUpdater

    • AtomicMarkableReference，AtomicStampedReference，AtomicReferenceArray

Atomic類的作用

    • 使得讓對(duì)單一數(shù)據(jù)的操作，實(shí)現(xiàn)了原子化

    • 使用Atomic類構(gòu)建復(fù)雜的，無需阻塞的代碼

      訪問對(duì)2個(gè)或2個(gè)以上的atomic變量（或者對(duì)單個(gè)atomic變量進(jìn)行2次或2次以上的操作）通常認(rèn)為是需要同步的，以達(dá)到讓這些操作能被作為一個(gè)原子單元。

2.1 AtomicBoolean , AtomicInteger, AtomicLong, AtomicReference

這四種基本類型用來處理布爾，整數(shù)，長(zhǎng)整數(shù)，對(duì)象四種數(shù)據(jù)。

  • 構(gòu)造函數(shù)（兩個(gè)構(gòu)造函數(shù)）

    • 默認(rèn)的構(gòu)造函數(shù)：初始化的數(shù)據(jù)分別是false，0，0，null

    • 帶參構(gòu)造函數(shù)：參數(shù)為初始化的數(shù)據(jù)

  • set( )和get( )方法：可以原子地設(shè)定和獲取atomic的數(shù)據(jù)。類似于volatile，保證數(shù)據(jù)會(huì)在主存中設(shè)置或讀取

  • getAndSet( )方法

    • 原子的將變量設(shè)定為新數(shù)據(jù)，同時(shí)返回先前的舊數(shù)據(jù)

    • 其本質(zhì)是get( )操作，然后做set( )操作。盡管這2個(gè)操作都是atomic，但是他們合并在一起的時(shí)候，就不是atomic。在Java的源程序的級(jí)別上，如果不依賴synchronized的機(jī)制來完成這個(gè)工作，是不可能的。只有依靠native方法才可以。

  • compareAndSet( ) 和weakCompareAndSet( )方法

    • 這兩個(gè)方法都是conditional modifier方法。這2個(gè)方法接受2個(gè)參數(shù)，一個(gè)是期望數(shù)據(jù)(expected)，一個(gè)是新數(shù)據(jù)(new)；如果atomic里面的數(shù)據(jù)和期望數(shù)據(jù)一致，則將新數(shù)據(jù)設(shè)定給atomic的數(shù)據(jù)，返回true，表明成功；否則就不設(shè)定，并返回false。

  • 對(duì)于AtomicInteger、AtomicLong還提供了一些特別的方法。getAndIncrement( )、incrementAndGet( )、getAndDecrement( )、decrementAndGet ( )、addAndGet( )、getAndAdd( )以實(shí)現(xiàn)一些加法，減法原子操作。(注意 --i、++i不是原子操作，其中包含有3個(gè)操作步驟：第一步，讀取i；第二步，加1或減1；第三步：寫回內(nèi)存)

  • 代碼示例

  • import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicBoolean;

public class Test {
	public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
		
		Test test = new Test();
		test.testAtomicBoolean();
	}
	
	private  AtomicBoolean wakeupPending = new AtomicBoolean(false);
	private  AtomicBoolean initialized = new AtomicBoolean(false);
	
	public void testAtomicBoolean() throws InterruptedException{
		// 實(shí)現(xiàn)只有一個(gè)線程在運(yùn)行
		ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();
		service.execute(new Worker("aa"));
		service.execute(new Worker("bb"));
		service.execute(new Worker("cc"));
		TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
	}
	
	private class Worker implements Runnable {
		private String name;

		public Worker(String name) {
			this.name = name;
			init();
		}

		public void init() {
			if (initialized.compareAndSet(false, true)) {
				System.out.println("實(shí)現(xiàn)只初始化一次的功能");
			}
		}

		public void run() {
			while (true) {
				if (wakeupPending.compareAndSet(false, true)) {
					System.out.println(name + " enter");
					System.out.println(name + " working");
					System.out.println(name + " leave");
					try {
						TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(1000);
					} catch (InterruptedException e) {
						e.printStackTrace();
					}
					wakeupPending.set(false);
				} else {
					// System.out.println(name + " give up");
				}
			}
		}
	}
}

看完上述內(nèi)容，你們掌握java線程中Atomic的含義是什么的方法了嗎？如果還想學(xué)到更多技能或想了解更多相關(guān)內(nèi)容，歡迎關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道，感謝各位的閱讀！

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