使用Atomic

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Java 的 java.util.concurrent 包除了提供底层锁、并发集合外，还提供了一组原子操作的封装类，它们位于 java.util.concurrent.atomic 包。

我们以 AtomicInteger 为例，它提供的主要操作有：

• 增加值并返回新值：int addAndGet(int delta)
• 加 1 后返回新值：int incrementAndGet()
• 获取当前值：int get()
• 用 CAS 方式设置：int compareAndSet(int expect, int update)

Atomic 类是通过无锁（lock-free）的方式实现的线程安全（thread-safe）访问。它的主要原理是利用了 CAS：Compare and Set。

如果我们自己通过 CAS 编写incrementAndGet()，它大概长这样：

public int incrementAndGet(AtomicInteger var) {int prev, next;
    do {prev = var.get();
        next = prev + 1;
    } while (! var.compareAndSet(prev, next));
    return next;
}

CAS 是指，在这个操作中，如果 AtomicInteger 的当前值是 prev，那么就更新为next，返回true。如果AtomicInteger 的当前值不是 prev，就什么也不干，返回false。通过 CAS 操作并配合do ... while 循环，即使其他线程修改了 AtomicInteger 的值，最终的结果也是正确的。

我们利用 AtomicLong 可以编写一个多线程安全的全局唯一 ID 生成器：

class IdGenerator {AtomicLong var = new AtomicLong(0);

    public long getNextId() {return var.incrementAndGet();}
}

通常情况下，我们并不需要直接用 do ... while 循环调用 compareAndSet 实现复杂的并发操作，而是用 incrementAndGet() 这样的封装好的方法，因此，使用起来非常简单。

在高度竞争的情况下，还可以使用 Java 8 提供的 LongAdder 和LongAccumulator。

小结

使用 java.util.concurrent.atomic 提供的原子操作可以简化多线程编程：

• 原子操作实现了无锁的线程安全；
• 适用于计数器，累加器等。