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JUC包中除了锁，还提供了原子操作类来实现线程对临界资源的互斥访问。

Atomic包中提供了多种类型的原子操作类：

它们都是CAS（compareAndSwap）来实现原子性。

1.原子基本类型

用于原子更新基本类型，包括以下三类：

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

AtomicInteger 常用方法：

• int incrementAndGet()：将当前值加1并返回新值。
• int decrementAndGet()：将当前值减1并返回新值
• int updateAndGet(IntUnaryOperator updateFunction)：将当前值原子执行用户自定义的操作后并返回新值。(updateFunction是用户自定义操作)

public class AtomicIntegerTest {
       public static void main(String[] args) {
           AtomicInteger integer = new AtomicInteger(0);        //递增        System.out.println("递增后的值: " + integer.incrementAndGet());        //递减        System.out.println("递减后的值: " + integer.decrementAndGet());        //增加20        System.out.println("增加20后的值: " + integer.updateAndGet((x)-> x + 20));    }}

运行结果：

递增后的值: 1递减后的值: 0增加20后的值: 20

2.原子引用类型

原子基本类型只能保证基本类型的原子性，如果要原子更新一个对象就需要使用原子引用类型。

原子引用类型如下：

• AtomicReference：原子更新引用类型
• AtomicMarkableReference：AtomicMarkableReference跟AtomicStampedReference差不多,AtomicStampedReference关心的是动过几次，AtomicMarkableReference关心的是有没有被人动过。
• AtomicReferenceFieldUpdater：原子更新用类型中的字段。
• AtomicStampedReference：原子更新引用类型，只是该引用是带版本号的，用于解决ABA问题。

AtomicReference 主要方法：

• V get()：获取当前引用的值。
• boolean compareAndSet(V expect, V update)：如果当前引用等于预期引用，则将当前引用更新为新值。

下面以多个线程更新账户余额的例子来说明AtomicReference的使用

/*账户余额*/class AccountBalance {
       private BigDecimal banlance;    public AccountBalance(BigDecimal banlance) {
           this.banlance = banlance;    }    public BigDecimal getBanlance() {
           return banlance;    }    public void setBanlance(BigDecimal banlance) {
           this.banlance = banlance;    }}class UpdateBalanceRunnable implements  Runnable {
       private AccountBalance accountBalance;    private AtomicReference
   
     reference;    public UpdateBalanceRunnable(AtomicReference
    
      reference,                                 AccountBalance accountBalance) {
           this.reference = reference;        this.accountBalance = accountBalance;        this.reference.set(this.accountBalance);    }    @Override    public void run() {
               while(true) {
                   AccountBalance prev = reference.get();                // 账户余额加10                AccountBalance next = new AccountBalance(prev.getBanlance().                        add(new BigDecimal(10.0)));                if (reference.compareAndSet(prev, next)){
                       //更新成功,退出,否则自旋                    break;                }            }    }}public class AtomicReferenceTest {
       public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
           AccountBalance first = new AccountBalance(new BigDecimal(0));        System.out.println("更新前账户余额: " + first.getBanlance());                AtomicReference
     
       reference = new AtomicReference<>(first);        UpdateBalanceRunnable runnable = new UpdateBalanceRunnable(reference,first);        Thread t1 = new Thread(runnable);        Thread t2 = new Thread(runnable);        t1.start();        t2.start();        t1.join();        t2.join();                System.out.println("更新后账户余额: " + reference.get().getBanlance());    }}
     
    
   

运行结果：

更新前账户余额: 0更新后账户余额: 20

AtomicStampedReference主要方法：

• V get(int[] stampHolder)：获取指定版本的值
• public V getReference()：返回当前版本的值,也就是最新值。
• public int getStamp()：返回当前版本戳。
• public boolean compareAndSet(V expectedReference, V newReference,
  int expectedStamp, int newStamp)：如果当前引用 等于 预期值并且 当前版本戳等于预期版本戳, 将更新新的引用和新的版本戳到内存
• public boolean attemptStamp(V expectedReference, int newStamp)：如果当前引用 等于 预期引用, 将更新新的版本戳到内存
• public void set(V newReference, int newStamp) ：设置当前引用的新引用和版本戳

public class AtomicStampedReferenceTest {
       public static void main(String[] args) {
           Integer integer1 = 0;        Integer integer2 = 2;        AtomicStampedReference
   
     reference = new AtomicStampedReference
    
     (integer1,1);        reference.compareAndSet(integer1,integer2,reference.getStamp(),reference.getStamp()+1);        System.out.println("更新value后:" + reference.getReference());        boolean b = reference.attemptStamp(integer2, reference.getStamp() + 1);        System.out.println("更新版本后: "+reference.getStamp());        boolean c = reference.compareAndSet(integer2,3,4, reference.getStamp()+1);        if (!c) {
               System.out.println("CAS 操作失败");        }    }}
    
   

运行结果：

更新value后:2更新版本后: 3CAS 操作失败

3.原子更新数组类型

Atomic包同样提供了对数组类型原子操作的类，主要包括：

• AtomicIntegerArray：整型数组原子操作类
• AtomicLongArray：长整型数组原子操作类
• AtomicReferenceArray：对象数组原子操作类

AtomicIntegerArray主要方法：

• int incrementAndGet(int i)：将数组位置i的元素加1
• boolean compareAndSet(int i, int expect, int update)：如果当前值等于预期值，则以原子方式将数组位置i的元素设置成update值

下面是一个多线程更新数组的例子。

public class AtomicIntegerArrayTest {
           public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
           AtomicIntegerArray array = new AtomicIntegerArray(10);        List
   
     list = new ArrayList
    
     ();        System.out.println("数组未修改前:");        for (int i = 0; i < array.length(); ++i) {
               System.out.print(array.get(i) + "\t");        }        for (int i = 0; i < 10; ++i) {
               Thread t = new Thread(() -> {
               //依次更新数组               for (int j = 0 ; j < array.length(); ++j) {
                      array.incrementAndGet(j);               }            });            list.add(t);            t.start();        }        for (Thread t: list) {
               t.join();        }        System.out.println("\n数组被修改后:");        for (int i = 0; i < array.length(); ++i) {
               System.out.print(array.get(i) + "\t");        }    }}
    
   

运行结果：

数组未修改前:0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	数组被修改后:100	100	100	100	100	100	100	100	100	100

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