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
关键是它们允许安全的并发访问和修改。它们通常在多线程环境中用作计数器——在引入它们之前,这必须是一个用户编写的类,将各种方法包装在同步块中。
其他回答
在Java 8中,原子类扩展了两个有趣的函数:
int getAndUpdate(IntUnaryOperator updateFunction) int updateAndGet(IntUnaryOperator updateFunction)
两者都使用updateFunction来执行原子值的更新。区别在于第一个返回旧值,第二个返回新值。updateFunction可以实现为执行比标准操作更复杂的“比较和设置”操作。例如,它可以检查原子计数器不低于零,通常它需要同步,这里的代码是无锁的:
public class Counter {
private final AtomicInteger number;
public Counter(int number) {
this.number = new AtomicInteger(number);
}
/** @return true if still can decrease */
public boolean dec() {
// updateAndGet(fn) executed atomically:
return number.updateAndGet(n -> (n > 0) ? n - 1 : n) > 0;
}
}
代码取自Java原子示例。
如果您查看AtomicInteger具有的方法,您将注意到它们倾向于对应于对int的常见操作。例如:
static AtomicInteger i;
// Later, in a thread
int current = i.incrementAndGet();
是线程安全的版本:
static int i;
// Later, in a thread
int current = ++i;
方法映射如下: ++i是i. incrementandget () i++就是i. getandincrement () ——i是i. decrementandget () i——是i. getanddecrement () I = x = I .set(x) X = I = X = I .get()
还有其他方便的方法,如compareAndSet或addAndGet
例如,我有一个生成某些类实例的库。每个实例必须有一个唯一的整数ID,因为这些实例表示发送到服务器的命令,并且每个命令必须有一个唯一的ID。由于允许多个线程并发发送命令,所以我使用AtomicInteger来生成这些id。另一种方法是使用某种锁和常规整数,但这既慢又不优雅。
我能想到的最简单的例子是使递增成为一个原子操作。
使用标准int型:
private volatile int counter;
public int getNextUniqueIndex() {
return counter++; // Not atomic, multiple threads could get the same result
}
AtomicInteger:
private AtomicInteger counter;
public int getNextUniqueIndex() {
return counter.getAndIncrement();
}
后者是执行简单的突变效果(特别是计数或唯一索引)的一种非常简单的方法,而不必求助于同步所有访问。
More complex synchronization-free logic can be employed by using compareAndSet() as a type of optimistic locking - get the current value, compute result based on this, set this result iff value is still the input used to do the calculation, else start again - but the counting examples are very useful, and I'll often use AtomicIntegers for counting and VM-wide unique generators if there's any hint of multiple threads being involved, because they're so easy to work with I'd almost consider it premature optimisation to use plain ints.
While you can almost always achieve the same synchronization guarantees with ints and appropriate synchronized declarations, the beauty of AtomicInteger is that the thread-safety is built into the actual object itself, rather than you needing to worry about the possible interleavings, and monitors held, of every method that happens to access the int value. It's much harder to accidentally violate threadsafety when calling getAndIncrement() than when returning i++ and remembering (or not) to acquire the correct set of monitors beforehand.
可以在原子整数或长值上使用compareAndSwap (CAS)实现非阻塞锁。“Tl2”软件事务内存论文这样描述:
我们将一个特殊版本的写锁与每个事务关联起来 内存位置。在其最简单的形式中,版本化写锁是 使用CAS操作获取锁和的单字自旋锁 一个发布它的商店。因为我们只需要一个比特来表示 如果锁已被占用,则使用锁字的其余部分来保存 版本号。
What it is describing is first read the atomic integer. Split this up into an ignored lock-bit and the version number. Attempt to CAS write it as the lock-bit cleared with the current version number to the lock-bit set and the next version number. Loop until you succeed and your are the thread which owns the lock. Unlock by setting the current version number with the lock-bit cleared. The paper describes using the version numbers in the locks to coordinate that threads have a consistent set of reads when they write.
本文介绍了处理器对比较和交换操作的硬件支持,这使得比较和交换操作非常高效。它还声称:
使用原子变量的非阻塞基于cas的计数器有更好的性能 在低到中等争用情况下,性能优于基于锁的计数器
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