AtomicInteger使用一定要注意越界问题

背景

最近新接手了一个项目，在阅读项目代码的时候发现了一个很严重的问题：所有使用到的AtomicInteger类型变量都没有处理越界问题。当然，并不是所有的AtomicInteger类型变量都需要注意其边界问题，但是如果其用在生成各种Id的时候就一定需要注意其边界问题。

项目中的AtomicInteger变量就被用来生成一个资源的Id的后四位，然后和其他字符串拼成一个完整的Id。但是其只使用了AtomicInteger的incrementAndGet方法不断的增加，并没有注意到如果AtomicInteger增加到了2147483647（Integer.MAX_VALUE）再加一，AtomicInteger的值会变成负数-2147483648（Integer.MIN_VALUE）。如果不对其作出处理，当资源数目不断累积超过最大值变成负数的时候，最后产生的Id中会带有一个“-”，这将带来灾难性的后果。

解决方案

为了解决这个问题，在网上查阅了一些博客之后，找到了AtomicInteger控制边界问题的一种最佳实践。其可以在AtomicInteger变量达到最大值的时候，转为零重新开始计数。并保证AtomicInteger在多线程环境下的原子性。代码如下，compareAndSet方法讲解见下面。

private final AtomicInteger i;
public final int incrementAndGet() {
    int current;
    int next;
    do {
        current = this.i.get();
        next = current >= 2147483647?0:current + 1;
    } while(!this.i.compareAndSet(current, next));

    return next;
}

public final int decrementAndGet() {
    int current;
    int next;
    do {
        current = this.i.get();
        next = current <= 0?2147483647:current - 1;
    } while(!this.i.compareAndSet(current, next));

    return next;
}

compareAndSet

AtomicInteger类的compareAndSet方法是会去调用Unsafe类的compareAndSwapInt方法，而compareAndSwapInt方法是一个本地方法，这里不再展开，简单介绍下compareAndSet方法。

public final boolean compareAndSet(int expect, int update) {
   return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);
}

compareAndSet方法的功能其实很简单，当expect值和该时刻AtomicInteger对象在内存中的值一样时，将内存中的值更新为update。这也是AtomicInteger能保证原子性的核心。