原子性操作 AtomicInteger

2024-01-14 12:57:11

AtomicInteger 源码分析

在并发环境中，共享变量的原子性操作至关重要。AtomicInteger 是 Java 中一种保证原子性操作的类，它提供了一种线程安全的 int 类型变量。本文将深入分析 AtomicInteger 的源码，探索其内部机制和使用方法。

源码分析

1. 类的定义

public class AtomicInteger extends Number {
    private static final long serialVersionUID = 8673204282481053485L;
    private volatile int value;
}

AtomicInteger 类继承自 Number 类，它将一个 int 类型变量 value 声明为 volatile 类型，这确保了变量的可见性。

2. 字段属性

除了 value 字段外，AtomicInteger 类还定义了以下字段：

BASE ：一个静态 final 常量，代表 int 变量的底层偏移量。
UPDATER ：一个静态 final Unsafe 对象，用于执行原子操作。
eventCount ：一个静态 final long 类型的事件计数器，用于通知监听器。

3. 构造方法

AtomicInteger 类提供了几个构造方法，允许您指定不同的初始化值：

public AtomicInteger() {
    this(0);
}

public AtomicInteger(int initialValue) {
    value = initialValue;
}

4. 方法

AtomicInteger 类提供了几个方法来操作 value 字段：

get() ：返回 value 的当前值。
set(int newValue) ：设置 value 的值，此操作不是原子性的。
compareAndSet(int expect, int update) ：如果 value 的当前值与 expect 相等，则将其更新为 update。返回 true 表示成功，否则返回 false。
getAndIncrement() ：原子地增加 value 并返回之前的值。
getAndDecrement() ：原子地减少 value 并返回之前的值。
getAndAdd(int delta) ：原子地将 delta 加到 value 上并返回之前的值。
lazySet(int newValue) ：在某些情况下，原子地设置 value 的值。

CAS 操作

从方法中可以看出，所有修改值的操作都是通过 Unsafe 对象操作的，这个里面都是 native 方法。CAS 操作是直接地址操作，通过 C 来操作的。

使用 AtomicInteger

AtomicInteger 可以用于保证并发环境中共享变量的原子性操作。例如，以下代码使用 AtomicInteger 来实现一个计数器：

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class Counter {
    private final AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);

    public int getCount() {
        return count.get();
    }

    public void increment() {
        count.getAndIncrement();
    }
}