Java原子类

1、原子类的分类

原子操作是指一个不可中断的操作。

原子类是指具有原子操作特征的类。

JUC并发包中的原子类都存放在java.util.concurrent.atomic类路径下，具体如下图所示：

根据操作的目标数据类型，可以将JUC包中的原子类分为4类：基本原子类、数组原子类、原子引用类和字段更新原子类。

（1）基本原子类

■ AtomicInteger：整型原子类。

■ AtomicLong：长整型原子类。

■ AtomicBoolean：布尔型原子类。

（2）数组原子类

■ AtomicIntegerArray：整型数组原子类。

■ AtomicLongArray：长整型数组原子类。

■ AtomicReferenceArray：引用类型数组原子类。

（3）引用原子类

■ AtomicReference：引用类型原子类。

■ AtomicMarkableReference：带有更新标记位的原子引用类型。

■ AtomicStampedReference：带有更新版本号的原子引用类型。

AtomicMarkableReference类将boolean标记与引用关联起来，可以解决使用AtomicBoolean进行原子更新时可能出现的ABA问题。

AtomicStampedReference类将整数值与引用关联起来，可以解决使用AtomicInteger进行原子更新时可能出现的ABA问题。

（4）字段更新原子类

■ AtomicIntegerFieldUpdater：原子更新整型字段的更新器。

■ AtomicLongFieldUpdater：原子更新长整型字段的更新器。

■ AtomicReferenceFieldUpdater：原子更新引用类型中的字段。

2、基础原子类AtomicInteger

基础原子类的三个类所提供的方法几乎相同，所以这里我们以AtomicInteger为例来介绍。具体代码如下：

3、数组原子类AtomicIntegerArray

数组原子类的三个类所提供的方法几乎相同，所以这里我们以AtomicIntegerArray为例介绍。具体代码如下：

4、引用原子类AtomicReference

引用原子类的三个类所提供的方法几乎相同，所以这里我们以AtomicReference为例介绍。

首先定义一个普通的POJO对象，代码如下：

接下来介绍如何使用AtomicReference对User的引用进行原子性修改，代码如下：

注：使用原子引用类型AtomicReference包装了User对象之后，只能保障User引用的原子操作，对被包装的User对象的字段值修改时不能保证原子性。

5、字段更新原子类AtomicIntegerFieldUpdater

字段更新原子类的三个类所提供的方法几乎相同，所以这里我们以AtomicIntegerFieldUpdater为例介绍。

使用属性更新原子类保障属性安全更新的流程大致需要两步：

1）更新的对象属性必须使用public volatile修饰符。

2）因为对象的属性修改类型原子类都是抽象类，所以每次使用都必须调用静态方法newUpdater()创建一个更新器，并且需要设置想要更新的类和属性。

原子性地更新User对象的age属性，代码如下：

6、基础原子类的线程安全原理

基础原子类主要通过CAS自旋 + volatile的方案实现，既保障了变量操作的线程安全性，又避免了synchronized重量级锁的高开销，使得Java程序的执行效率大为提升。