1，前言

Java从JDK5开始提供了java.util.concurrent.atomic包，包中的原子操作类提供一种用法简单、性能高效、线程安全地更新一个变量的方式。

因为变量的类型有很多种，所以在Atomic包一共提供了13个类，属于4种类型的原子更新方式，分别是：

• 原子更新基本类型
• 原子更新数组
• 原子更新引用
• 原子更新属性（字段）

Atomic包里的类基本都是使用Unsafe实现的包装类

值得一提的是，以AtomicInteger其内部用于存储目标整数值的变量是用volatile进行修饰的

public class AtomicInteger extends Number implements java.io.Serializable { 
    
    ......
    
    private volatile int value;
		
    public AtomicInteger(int initialValue) {
        value = initialValue;
    }
    
    ......
    
}
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2，原子操作类

2.1，原子更新基本类型

• AtomicBoolean：原子更新布尔类型
• AtomicInteger：原子更新整型
• AtomicLong：原子更新长整型

三个类提供的方法几乎一模一样，所以以AtomicInteger为例

Atomic包提供了3种基本类型的原子更新，以AtomicBoolean源码为例：

    public final boolean compareAndSet(boolean expect, boolean update) {
        int e = expect ? 1 : 0;
        int u = update ? 1 : 0;
        return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, e, u);
    }
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可以发现它是先把Boolean转为整型，在使用compareAndSwapInt进行CAS，所以原子更新char,float,double变量也可以用类似的思路来实现。

2.2，原子更新数组

通过原子的方式更新数组里的某个元素，Atomic包提供了以下4个类

• AtomicIntegerArray：原子更新整型数组里的元素
• AtomicLongArray：原子更新长整型数组里的元素
• AtomicReferenceArray：原子更新引用类型数组里的元素

public static void main(String[] args) {
    static int[] value = new int[]{1，2};
    static AtomicIntegerArray ai = new AtomicIntegerArray(value);
    //getAndSet(下标,新元素)方法是用原子方式将新元素放置于指定下标位置，并返回旧值
    ai.getAndSet(0， 3);
    System.out.println(ai.get(0)); //输出 3
    System.out.println(value[0]); //输出 1
}
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这里值得注意的是，数组value通过构造方法传递进去，然后AtomicIntegerArray会将当前数组复制一份，然后当AtomicIntegerArray对内部的数组元素进行修改时，不会影响传入的数组。

    public AtomicIntegerArray(int[] array) {
        // Visibility guaranteed by final field guarantees
        this.array = array.clone();
    }
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2.3，原子更新引用类型

原子更新基本类型的AtomicInteger只能更新一个变量，如果是要原子更新多个变量，就需要使用这个原子更新引用类型提供的类

• AtomicReference：原子更新引用类型
• AtomicReferenceFieldUpdater：原子更新引用类型里的字段
• AtomicMarkableReference：原子更新带有标志位的引用类型

以AtomicReference为例

public class AtomicReferenceTest {
    public static AtomicReference<user> atomicUserRef = new
        AtomicReference<user>();
    public static void main(String[] args) {
        User user = new User("conan"， 15);
        atomicUserRef.set(user);
        User updateUser = new User("Shinichi"， 17); 
        //用CAS的方式更新引用
        atomicUserRef.compareAndSet(user， updateUser);
        System.out.println(atomicUserRef.get().getName());
        System.out.println(atomicUserRef.get().getOld());
    }
    static class User {
        private String name;
        private int old;
        public User(String name， int old) {
            this.name = name;
            this.old = old;
        }
        public String getName() {
            return name;
        }
        public int getOld() {
            return old;
        }
    }
}

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2.4，原子更新字段类

如果需要原子地更新某个类里的某个字段时，就需要使用原子更新字段类，Atomic包提供了以下3个类进行原子字段更新

• AtomicIntegerFieldUpdater：原子更新整型的字段的更新器
• AtomicLongFieldUpdater：原子更新长整型字段的更新器
• AtomicStampedReference：原子更新带有版本号的引用类型。该类将整数值与引 用关联起来，可用于原子的更新数据和数据的版本号，可以解决使用 CAS 进行 原子更新时可能出现的 ABA 问题

以AtomicIntegerFieldUpdater为例：

public class AtomicIntegerFieldUpdaterTest {
    // 创建原子更新器，并设置需要更新的对象类和对象的属性
    //由于AtomicIntegerFieldUpdater是一个抽象类，所以使用的时候需要使用静态方法：newUpadter()创建一个更新器，并且设置想要更新的类和属性；并且更新类的字段（属性）必须使用 public volatile 修饰符
    private static AtomicIntegerFieldUpdater<User> a = AtomicIntegerFieldUpdater.
        newUpdater(User.class， "old");
    public static void main(String[] args) { // 设置柯南的年龄是 10 岁
        User conan = new User("conan"， 10);
        // 柯南长了一岁，但是仍然会输出旧的年龄 ===》输出：10
        System.out.println(a.getAndIncrement(conan));
        // 输出柯南现在的年龄 ===》输出：11
        System.out.println(a.get(conan));
    }
    public static class User {
        private String name;
        public volatile int old;
        public User(String name， int old) {
            this.name = name;
            this.old = old;
        }
        public String getName() {
            return name;
        }
        public int getOld() {
            return old;
        }
    }
}

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