我理解AtomicInteger和其他原子变量允许并发访问。在什么情况下通常使用这个类?
当前回答
我使用AtomicInteger来解决就餐哲学家的问题。
在我的解决方案中,使用AtomicInteger实例来表示fork,每个哲学家需要两个。每个哲学家都被标识为一个整数,从1到5。当一个哲学家使用一个fork时,AtomicInteger保存哲学家的值,从1到5,否则该fork没有被使用,因此AtomicInteger的值为-1。
AtomicInteger允许在一个原子操作中检查一个fork是否空闲,value==-1,如果空闲则将其设置为fork的所有者。参见下面的代码。
AtomicInteger fork0 = neededForks[0];//neededForks is an array that holds the forks needed per Philosopher
AtomicInteger fork1 = neededForks[1];
while(true){
if (Hungry) {
//if fork is free (==-1) then grab it by denoting who took it
if (!fork0.compareAndSet(-1, p) || !fork1.compareAndSet(-1, p)) {
//at least one fork was not succesfully grabbed, release both and try again later
fork0.compareAndSet(p, -1);
fork1.compareAndSet(p, -1);
try {
synchronized (lock) {//sleep and get notified later when a philosopher puts down one fork
lock.wait();//try again later, goes back up the loop
}
} catch (InterruptedException e) {}
} else {
//sucessfully grabbed both forks
transition(fork_l_free_and_fork_r_free);
}
}
}
因为compareAndSet方法不阻塞,它应该增加吞吐量,完成更多的工作。正如你所知道的,Dining Philosophers问题是在需要对资源进行受控访问时使用的,即需要fork,就像一个进程需要资源来继续工作一样。
其他回答
我使用AtomicInteger来解决就餐哲学家的问题。
在我的解决方案中,使用AtomicInteger实例来表示fork,每个哲学家需要两个。每个哲学家都被标识为一个整数,从1到5。当一个哲学家使用一个fork时,AtomicInteger保存哲学家的值,从1到5,否则该fork没有被使用,因此AtomicInteger的值为-1。
AtomicInteger允许在一个原子操作中检查一个fork是否空闲,value==-1,如果空闲则将其设置为fork的所有者。参见下面的代码。
AtomicInteger fork0 = neededForks[0];//neededForks is an array that holds the forks needed per Philosopher
AtomicInteger fork1 = neededForks[1];
while(true){
if (Hungry) {
//if fork is free (==-1) then grab it by denoting who took it
if (!fork0.compareAndSet(-1, p) || !fork1.compareAndSet(-1, p)) {
//at least one fork was not succesfully grabbed, release both and try again later
fork0.compareAndSet(p, -1);
fork1.compareAndSet(p, -1);
try {
synchronized (lock) {//sleep and get notified later when a philosopher puts down one fork
lock.wait();//try again later, goes back up the loop
}
} catch (InterruptedException e) {}
} else {
//sucessfully grabbed both forks
transition(fork_l_free_and_fork_r_free);
}
}
}
因为compareAndSet方法不阻塞,它应该增加吞吐量,完成更多的工作。正如你所知道的,Dining Philosophers问题是在需要对资源进行受控访问时使用的,即需要fork,就像一个进程需要资源来继续工作一样。
compareAndSet()函数的简单示例:
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
public class GFG {
public static void main(String args[])
{
// Initially value as 0
AtomicInteger val = new AtomicInteger(0);
// Prints the updated value
System.out.println("Previous value: "
+ val);
// Checks if previous value was 0
// and then updates it
boolean res = val.compareAndSet(0, 6);
// Checks if the value was updated.
if (res)
System.out.println("The value was"
+ " updated and it is "
+ val);
else
System.out.println("The value was "
+ "not updated");
}
}
打印出来的是: 前值:0 该值被更新为6 另一个简单的例子:
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
public class GFG {
public static void main(String args[])
{
// Initially value as 0
AtomicInteger val
= new AtomicInteger(0);
// Prints the updated value
System.out.println("Previous value: "
+ val);
// Checks if previous value was 0
// and then updates it
boolean res = val.compareAndSet(10, 6);
// Checks if the value was updated.
if (res)
System.out.println("The value was"
+ " updated and it is "
+ val);
else
System.out.println("The value was "
+ "not updated");
}
}
打印出来的是: 前值:0 没有更新该值
AtomicInteger有两个主要用途:
As an atomic counter (incrementAndGet(), etc) that can be used by many threads concurrently As a primitive that supports compare-and-swap instruction (compareAndSet()) to implement non-blocking algorithms. Here is an example of non-blocking random number generator from Brian Göetz's Java Concurrency In Practice: public class AtomicPseudoRandom extends PseudoRandom { private AtomicInteger seed; AtomicPseudoRandom(int seed) { this.seed = new AtomicInteger(seed); } public int nextInt(int n) { while (true) { int s = seed.get(); int nextSeed = calculateNext(s); if (seed.compareAndSet(s, nextSeed)) { int remainder = s % n; return remainder > 0 ? remainder : remainder + n; } } } ... } As you can see, it basically works almost the same way as incrementAndGet(), but performs arbitrary calculation (calculateNext()) instead of increment (and processes the result before return).
AtomicInteger的主要用途是在多线程上下文中,并且需要在不使用synchronized的情况下对整数执行线程安全操作。基本类型int上的赋值和检索已经是原子的,但AtomicInteger附带的许多操作在int上不是原子的。
最简单的是getAndXXX或xXXAndGet。例如,getAndIncrement()是i++的原子等价物,它不是原子的,因为它实际上是三个操作的捷径:检索、加法和赋值。compareAndSet对于实现信号量、锁、锁存器等非常有用。
使用AtomicInteger比使用同步执行相同的操作更快,可读性更强。
一个简单的测试:
public synchronized int incrementNotAtomic() {
return notAtomic++;
}
public void performTestNotAtomic() {
final long start = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0 ; i < NUM ; i++) {
incrementNotAtomic();
}
System.out.println("Not atomic: "+(System.currentTimeMillis() - start));
}
public void performTestAtomic() {
final long start = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0 ; i < NUM ; i++) {
atomic.getAndIncrement();
}
System.out.println("Atomic: "+(System.currentTimeMillis() - start));
}
在我使用Java 1.6的PC上,原子测试在3秒内运行,而同步测试在5.5秒内运行。这里的问题是同步操作(notatomic++)非常短。所以同步的成本相对于操作来说是非常重要的。
除了原子性,AtomicInteger还可以作为一个可变版本的Integer,例如在map中作为值使用。
当我需要为可以从多个线程访问或创建的对象提供id时,我通常使用AtomicInteger,并且我通常将它用作我在对象的构造函数中访问的类的静态属性。
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