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?
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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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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
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。
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。
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。
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